KR20080058355A - 무선ｉｃ디바이스 및 무선ｉｃ디바이스용 부품 - Google Patents

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KR20080058355A
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유야 도카이
노보루 카토
사토시 이시노
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가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼
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Abstract

본 발명은 안정한 주파수 특성을 갖는 무선IC디바이스 및 무선IC디바이스용 부품을 얻는 것을 특징으로 한다.
즉, 무선IC칩(5)과, 그 무선IC칩(5)을 탑재하고, 소정의 공진주파수를 갖는 공진회로를 포함하는 급전회로(16)를 마련한 급전회로기판(10)과, 그 급전회로기판(10)의 하면에 점착되어 있고, 급전회로(16)로부터 공급된 송신신호를 방사하며, 또한 수신신호를 받아서 급전회로(16)에 공급하는 방사판(20)을 구비한 무선IC디바이스를 제공한다. 공진회로는 인덕턴스 소자(L) 및 커패시턴스 소자(C1, C2)로 이루어지는 LC공진회로에 의해 구성되어 있다. 급전회로기판(10)은 다층 또는 단층의 리지드한 기판이며, 무선IC칩(5) 및 방사판(20)과는 DC접속, 자기결합 또는 용량결합으로 접속되어 있다.
무선IC칩, 공진주파수, 공진회로, 급전회로, 급전회로기판, 방사판

Description

무선ＩＣ디바이스 및 무선ＩＣ디바이스용 부품{RADIO IC DEVICE AND RADIO IC DEVICE PART}
본 발명은 무선IC디바이스, 특히 RFID(Radio Frequency Identification) 시스템에 이용되는 무선IC디바이스 및 상기 무선IC디바이스에 이용되는 부품에 관한 것이다.
최근 물품의 관리 시스템으로서, 유전체 자계(磁界)를 발생하는 리더 라이터(reader writer)와 물품에 부가된 소정의 정보를 기억한 IC 태그(이하, 무선IC디바이스라 칭함)를 비접촉방식으로 통신하여 정보를 전달하는 RFID 시스템이 개발되고 있다. RFID 시스템에 사용되는 무선IC디바이스로서는, 예를 들면 특허문헌 1, 2에 기재된 것이 알려져 있다.
즉, 도 59에 나타내는 바와 같이, 플라스틱 필름(300) 위에 안테나 패턴(301)을 마련하고, 상기 안테나 패턴(301)의 일단(一端)에 무선IC칩(310)을 장착한 것, 도 60에 나타내는 바와 같이 플라스틱 필름(320) 위에 안테나 패턴(321)과 방사용 전극(322)을 마련하고, 안테나 패턴(321)의 소정 개소에 무선IC칩(310)을 마련한 것이 제공되고 있다.
그러나 종래의 무선IC디바이스에 있어서는, 무선IC칩(310)을 안테나 패 턴(301, 321)에 Au범프를 이용하여 DC적으로 접속, 탑재하기 때문에, 큰 면적의 필름(300, 320)에 미세한 무선IC칩(310)을 위치 결정할 필요가 있다. 그러나 큰 면적의 필름(300, 320)에 미세한 무선IC칩(310)을 실장하는 것은 매우 곤란하고, 실장시에 위치 어긋남이 발생하면 안테나에 있어서의 공진주파수 특성이 변화한다고 하는 문제점을 갖고 있다. 또한, 안테나에 있어서의 공진주파수 특성은 안테나 패턴(301,321)이 둥글게 되거나 유전체에 끼워지거나 하는(예를 들면, 서적 안에 끼워짐) 것으로도 변화한다.
[특허문헌 1] 일본국 공개특허 2005-136528호 공보
[특허문헌 2] 일본국 공개특허 2005-244778호 공보
그리하여, 본 발명의 목적은 안정된 주파수 특성을 갖는 무선IC디바이스 및 상기 무선IC디바이스에 적합하게 이용할 수 있는 부품을 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 제1의 발명에 따른 무선IC디바이스는 무선IC칩과, 상기 무선IC칩과 접속되고, 소정의 공진주파수를 갖는 공진회로를 포함하는 급전회로를 마련한 급전회로기판과, 상기 급전회로기판이 점착 또는 근접 배치되어 있으며, 상기 급전회로로부터 공급된 송신신호를 방사하는, 및/또는 수신신호를 받아서 상기 급전회로에 공급하는 방사판을 구비한 것을 특징으로 한다.
제1의 발명에 따른 무선IC디바이스에 있어서, 무선IC칩과 급전회로기판은 배선기판 위에 병렬 배치되는 동시에, 상기 배선기판 위에 마련한 도체를 통해서 접속되어 있어도 된다.
제2의 발명에 따른 무선IC디바이스는 무선IC칩과, 상기 무선IC칩을 탑재하고, 소정의 공진주파수를 갖는 공진회로를 포함하는 급전회로를 마련한 급전회로기판과, 상기 급전회로기판이 점착 또는 근접 배치되어 있으며, 상기 급전회로로부터 공급된 송신신호를 방사하는, 및/또는 수신신호를 받아서 상기 급전회로에 공급하는 방사판을 구비한 것을 특징으로 한다.
제1 및 제2의 발명에 따른 무선IC디바이스에 있어서, 방사판으로부터 방사하는 송신신호의 주파수 및 무선IC칩에 공급하는 수신신호의 주파수는 급전회로기판에 있어서의 공진회로의 공진주파수에 의해 실질적으로 정해진다. 실질적으로 정해진다는 것은 급전회로기판과 방사판의 위치관계 등으로 주파수가 미세하게 어긋나는 경우가 있는 것에 따른 것이다. 즉, 급전회로기판에 있어서 송수신신호의 주파수가 정해지기 때문에, 방사판의 형상이나 사이즈, 배치 위치 등에 의하지 않고, 예를 들면 무선IC디바이스를 둥글게 하거나, 유전체에 끼우거나 해도 주파수 특성이 변화하지 않고 안정된 주파수 특성이 얻어진다.
제2의 발명에 따른 무선IC디바이스에 있어서, 무선IC칩은 급전회로기판 위에 탑재되고, 상기 급전회로기판을 통해서 방사판에 마련된다. 급전회로기판은 방사판에 비하면 상당히 작은 면적이기 때문에, 무선IC칩을 급전회로기판 위에 매우 정밀도 높게 탑재하는 것이 가능하다.
제1 및 제2의 발명에 따른 무선IC디바이스에 있어서, 방사판은 급전회로기판의 표리(表裏)면에 배치되어 있어도 된다. 2개의 방사판으로 급전회로기판을 끼움으로써, 급전회로로부터 방사되는 에터지를 표리 각각의 방사판에 전달할 수 있어 이득이 향상된다.
상기 공진회로는 분포 상수형 회로여도 되고, 혹은 커패시터 패턴과 인덕터 패턴으로 구성된 집중 상수형 공진회로여도 된다. 분포 상수형 공진회로는 인덕터를 스트립 라인 등으로 형성함으로써, 특히 송수신신호가 5㎓ 이상인 고주파대역이 되면 공진회로의 설계가 용이하므로 유용하다.
집중 상수형 공진회로는 LC직렬공진회로 또는 LC병렬공진회로여도 되고, 혹은 복수의 LC직렬공진회로 또는 복수의 LC병렬공진회로를 포함하여 구성되어 있어도 된다. 공진회로를 커패시터 패턴과 인덕터 패턴으로 형성할 수 있는 집중 상수형 공진회로로 구성하면, 송수신신호가 특히 5㎓ 이하인 낮은 주파수대역에 있어서 공진회로를 용이하게 설계할 수 있고, 또한 방사판 등의 다른 소자로부터의 영향을 받기 어려워진다. 그리고 공진회로를 복수의 공진회로로 구성하면, 각 공진회로가 결합함으로써 송신신호가 광대역화한다.
또한, 상기 커패시터 패턴은 무선IC칩의 후단이면서 무선IC칩과 상기 인덕터 패턴 사이에 배치하면, 내 서지(surge)성이 향상한다. 서지는 200㎒까지의 저주파 전류이므로, 커패시터에 의해 커트할 수 있어 무선IC칩의 서지 파괴를 방지할 수 있다.
또한, 상기 커패시터 패턴 및 상기 인덕터 패턴은 방사판에 대하여 평행하게 배치되어 있어도 된다. 즉, 방사판에 대하여 커패시터 패턴, 인덕터 패턴이 일직선상으로 배열되지 않도록, 커패시터 패턴에 의한 전계, 인덕터 패턴에 의한 전계가 각각 직접적으로 방사판에 작용하도록 배치함으로써, 인덕터 패턴에 의해 형성되는 전계가 커패시터 패턴에 의해 차단되지 않고 인덕터 패턴으로부터의 방사 효율이 향상한다. 또한, 인덕터 패턴에 의해 자계가 형성되는 부분에, 반사기 및/또는 도파기(導波器)를 배치해도 된다. 급전회로로부터의 방사판에의 방사특성이나 지향성을 용이하게 조정할 수 있고, 외부로부터의 전자기적인 영향을 최대한 배제하여 공진특성의 안정화를 도모할 수 있다.
상기 급전회로기판은 복수의 유전체층 또는 자성체층을 적층하여 이루어지는 다층기판이어도 되는데, 이 경우 커패시터 패턴과 인덕터 패턴은 다층기판의 표면 및/또는 내부에 형성된다. 공진회로를 다층기판으로 형성함으로써, 공진회로를 구성하는 소자(전극패턴 등)를 기판의 표면뿐만 아니라 내부에도 형성할 수 있어 기판의 소형화를 도모할 수 있다. 또한, 공진회로 소자의 레이아웃의 자유도가 높아져 공진회로의 고성능화를 도모하는 것도 가능해진다. 다층기판은 복수의 수지층을 적층하여 이루어지는 수지 다층기판이어도 되며, 혹은 복수의 세라믹층을 적층하여 이루어지는 세라믹 다층기판이어도 된다. 또한, 박막형성 기술을 이용한 박막 다층기판이어도 된다. 세라믹 다층기판인 경우, 세라믹층은 저온 소결 세라믹 재료로 형성하는 것이 바람직하다. 저항값이 낮은 은이나 구리를 공진회로 부재로서 이용할 수 있기 때문이다.
한편, 상기 급전회로기판은 유전체 또는 자성체의 단층기판이어도 되고, 이 경우, 커패시터 패턴 및/또는 인덕터 패턴은 단층기판의 표면에 형성되게 된다. 단층기판의 재료는 수지여도 되고 세라믹이어도 된다. 커패시터 패턴에 의한 용량은 단층기판의 표리에 형성된 평면형상 전극 사이에서 형성해도 되고, 혹은 단층기판의 일면에 병렬 배치한 전극 사이에서 형성할 수도 있다.
급전회로기판은 리지드(rigid)한 기판인 것이 바람직하다. 기판이 리지드하면, 무선IC디바이스를 어떠한 형상의 것에 부착하더라도 송신신호의 주파수가 안정된다. 또한, 리지드한 기판에 대해서는 무선IC칩을 안정되게 탑재할 수 있다. 이에 비해, 방사판은 플렉시블(flexible) 금속막으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 방사판이 플렉시블하면 무선IC디바이스를 어떠한 형상의 것에도 부착할 수 있다.
또한, 플렉시블한 금속막이 플렉시블한 수지필름에 보유되어 있으면, 무선IC디바이스 그 자체의 취급이 용이해진다. 특히 필름으로 무선IC칩, 급전회로기판 및 방사판의 전부를 덮도록 하면 이들을 외부환경으로부터 보호할 수 있다.
그런데, 방사판의 전기장은 공진주파수의 반파장의 정수배인 것이 바람직한데, 이득이 가장 커진다. 단, 주파수는 공진회로에 의해 실질적으로 정해져 있으므로, 방사판의 전기장은 반드시 공진주파수의 반파장의 정수배일 필요는 없다. 이는 방사판이 특정한 공진주파수를 갖는 안테나 소자인 경우에 비하여 큰 이점이 된다.
또한, 무선IC칩과 급전회로기판의 접속은 다양한 형태를 채용할 수 있다. 예를 들면, 무선IC칩에 칩측 전극패턴을 마련함과 동시에, 급전회로기판에 제1기판측 전극패턴을 마련하고, 칩측 전극패턴과 제1기판측 전극패턴을 DC접속해도 된다. 이 경우, 솔더나 도전성 수지, 금 범프 등으로 접속할 수 있다.
혹은, 칩측 전극패턴과 제1기판측 전극패턴 사이를 용량결합 또는 자기결합에 의해 접속해도 된다. 용량결합 또는 자기결합에 의한 접속이면, 솔더나 도전성 수지를 사용할 필요가 없고, 수지 등의 접착제를 이용하여 붙이면 된다. 이 경우, 칩측 전극패턴이나 제1기판측 전극패턴은 무선IC칩의 표면, 급전회로기판의 표면에 형성되어 있을 필요는 없다. 예를 들면, 칩측 전극패턴의 표면에 수지막이 형성되어 있어도 되고, 혹은 제1기판측 전극패턴은 다층기판의 내층에 형성되어 있어도 된다.
용량결합의 경우, 제1기판측 전극패턴의 면적이 칩측 전극패턴의 면적보다도 큰 것이 바람직하다. 무선IC칩을 급전회로기판에 탑재할 때의 위치 정밀도에 다소 편차가 있어도, 양 전극패턴의 사이에 형성되는 용량의 편차는 완화된다. 또한, 작은 무선IC칩에 큰 면적의 전극패턴을 형성하는 것은 곤란하지만, 급전회로기판은 비교적 크기 때문에 큰 면적의 전극패턴을 형성하는 것에 어떠한 지장은 없다.
자기결합의 경우, 용량결합에 비해 급전회로기판에의 무선IC칩의 탑재 정밀도가 그다지 높게 요구되지 않기 때문에 탑재가 더욱 용이해진다. 또한, 칩측 전극패턴 및 제1기판측 전극패턴은 각각 코일형상 전극패턴인 것이 바람직하다. 스파이럴이나 헬리컬 등의 코일형상 전극패턴이면 설계가 용이하다. 주파수가 높아지면 미앤더(meander)형상으로 하는 것이 효과적이다.
한편, 급전회로기판과 방사판의 접속에도 다양한 형태를 채용할 수 있다. 예를 들면, 급전회로기판에 제2기판측 전극패턴을 마련하고, 상기 제2기판측 전극패턴과 방사판을 DC접속해도 된다. 이 경우 솔더나 도전성 수지, 금 범프 등으로 접속할 수 있다.
혹은, 제2기판측 전극패턴과 방사판의 사이를 용량결합 또는 자기결합에 의해 접속해도 된다. 용량결합 또는 자기결합에 의한 접속이면, 솔더나 도전성 수지를 사용할 필요는 없으며, 수지 등의 접착제를 이용하여 붙이면 된다. 이 경우, 제2기판측 전극패턴은 급전회로기판의 표면에 형성되어 있을 필요는 없다. 예를 들면, 제2기판측 전극패턴은 다층기판의 내층에 형성되어 있어도 된다.
자기결합의 경우, 제2기판측 전극패턴은 코일형상 전극패턴인 것이 바람직하다. 스파이럴이나 헬리컬 등의 코일형상 전극패턴이 자속을 컨트롤하기 쉬우므로 설계가 용이하다. 주파수가 높아지면 미앤더형상으로 하는 것도 가능하다. 또한, 자기결합의 경우, 제2기판측 전극패턴(코일형상 전극패턴)으로 발생하는 자속의 변화를 방해하지 않도록 하는 것이 바람직한데, 예를 들면 방사판에 개구부를 형성하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 신호 에너지의 전달효율을 향상시킴과 동시에, 급전회로기판과 방사판을 서로 붙임으로써 주파수의 어긋남을 저감할 수 있다.
제2기판측 전극패턴이 코일형상 전극패턴인 경우, 그 권회축이 방사판에 대하여 평행하게 형성되어 있어도 되고, 혹은 수직으로 형성되어 있어도 된다. 후자의 경우, 코일형상 전극패턴의 권회폭이 방사판을 향하여 서서히 크게 형성되어 있는 것이 바람직하다.
제1 및 제2의 발명에 따른 무선IC디바이스에 있어서는, 방사판을 외부와의 송수신신호의 교환을 행하는 방사부와, 급전회로(공진회로)와 송수신신호의 교환을 행하는 급전부를 갖는 양면(양단) 개방형으로 하면, 방사부에 의해 안테나 이득이 향상하고 작은 급전회로기판이어도 충분한 이득을 얻을 수 있어, 무선IC디바이스는 리더 라이터와 충분한 거리를 갖고 작동하게 되면서, UHF대 이상의 주파수대역이어도 충분히 사용할 수 있다. 또한, 급전회로 패턴으로 공진주파수가 거의 결정되고, 방사부의 형상이 자유롭게 설정 가능하며, 방사부의 크기 등으로 이득을 조정할 수 있어 방사부의 형상 등으로 중심 주파수를 미세조정할 수 있다.
또한, 방사판의 급전부의 적어도 일부가 급전회로 패턴의 투영면 내에 위치하도록 배치되어 있고, 또한 급전부의 면적은 급전회로 패턴의 투영면의 면적보다도 작아도 된다. 여기서, 투영면은 급전회로 패턴의 외형선으로 둘러싸인 면을 의미하며, 급전부의 면적은 방사판의 금속부분의 면적을 의미한다. 방사판의 급전부와 급전회로 패턴이 자계를 통해서 결합되어 있는 경우, 급전부의 면적이 급전회로 패턴의 투영면의 면적보다도 작으면, 급전회로 패턴의 자속을 방해하는 부분이 작아지므로 신호의 전달효율이 향상한다.
또한, 상기 급전부는 그 길이방향의 길이가 급전회로 패턴의 투영면을 걸치도록, 예를 들면 직선상으로 형성되어 있어도 된다. 그리고, 방사판의 방사부는 급전부의 양단면에 각각 마련되어 있어도 되고, 혹은 급전부의 일단측에만 마련되어 있어도 된다. 방사부가 급전부의 양단측에 형성되어 있으면 급전회로 패턴과의 용량 결합성이 강해진다. 방사부가 급전부의 일단측에만 형성되어 있으면 급전회로 패턴과의 자기 결합성이 강해져 이득이 커진다.
또한, 급전회로기판에 복수의 급전회로 패턴이 형성되어 있어도 되고, 이 경우, 방사판의 급전부는 복수의 급전회로 패턴의 각 투영면 사이에 위치하도록 배치되어 있는 것이 바람직하다. 급전부는 그 길이방향의 길이가 복수의 급전회로 패턴의 각 투영면 사이를 걸치도록, 예를 들면 직선상으로 형성되어 있어도 된다. 급전부가 복수의 급전회로 패턴의 사이에 배치되어 있으면, 급전부와 급전회로 패턴간의 전력의 공급량이 커진다.
또한, 방사판은 x-y 평면 내에 형성되어 있고, x축방향 및 y축방향으로 연장되어 존재하는 방사부를 갖고 있어도 된다. 원편파(圓偏波)의 수신이 가능해져 안테나 이득이 향상한다. 한편, 방사판은 x-y-z 공간에 있어서, x축방향, y축방향, z축방향으로 연장되어 존재하는 방사부를 갖고 있어도 된다. 방사부가 3차원적으로 연장되어 존재하고 있으면 어느 방향으로부터도 효율이 좋은 송수신이 가능해진다.
또한, 방사판의 방사부는 급전회로 패턴의 형성면에 대하여 수직방향으로 연장되어 존재하고 있어도 된다. 즉, 니들(needle)형상의 방사부의 선단이면서 상기 방사부에 수직인 면 내에 급전부를 마련하고, 이 급전부와 급전회로 패턴을 전계 또는 자계를 통해서 접속해도 된다. 니들형상의 방사부를 물품에 끼우는 형태로 무선IC디바이스를 물품에 장착하는 것이 가능해진다.
또한, 급전부와 급전회로 패턴은 자성체로 덮여 있어도 된다. 이것으로 전자 에너지의 누설을 방지할 수 있고, 급전부와 급전회로 패턴의 결합도가 향상하여 안테나 이득의 향상으로 이어진다.
제3의 발명에 따른 무선IC디바이스용 부품은 무선IC칩과, 상기 무선IC칩과 접속되고, 소정의 공진주파수를 갖는 공진회로를 포함하는 급전회로를 마련한 급전회로기판을 구비한 것을 특징으로 한다.
제4의 발명에 따른 무선IC디바이스용 부품은 무선IC칩과, 상기 무선IC칩을 탑재하고, 소정의 공진주파수를 갖는 공진회로를 포함하는 급전회로를 마련한 급전회로기판을 구비한 것을 특징으로 한다.
<발명의 효과>
제1 및 제2의 발명에 따르면, 무선IC칩을 배선기판이나 급전회로기판 위에 매우 정밀도 높게 탑재할 수 있고, 또한 송신신호나 수신신호의 주파수는 급전회로기판에 마련된 급전회로에 의해 정해지고 있기 때문에, 무선IC디바이스를 둥글게 하거나 유전체에 끼우거나 해도 주파수 특성이 변화하지 않고, 안정된 주파수 특성이 얻어진다.
제3 및 제4의 발명에 따르면, 제1 및 제2의 발명에 따른 무선IC디바이스를 매우 적합하게 구성할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 무선IC디바이스의 제1실시예를 나타내는 사시도이다.
도 2는 상기 제1실시예의 단면도이다.
도 3은 상기 제1실시예의 등가회로도이다.
도 4는 상기 제1실시예의 급전회로기판을 나타내는 분해사시도이다.
도 5A와 도 5B는 무선IC칩과 급전회로기판의 접속형태를 나타내는 사시도이다.
도 6은 방사판의 변형예 1을 나타내는 사시도이다.
도 7은 방사판의 변형예 2를 나타내는 사시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 무선IC디바이스의 제2실시예를 나타내는 평면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 무선IC디바이스의 제3실시예를 나타내며, 도 9A는 전개상태의 평면도, 도 9B는 사용시의 사시도이다.
도 10은 본 발명에 따른 무선IC디바이스의 제4실시예를 나타내는 사시도이다.
도 11은 본 발명에 따른 무선IC디바이스의 제5실시예를 나타내는 사시도이다.
도 12는 본 발명에 따른 무선IC디바이스의 제6실시예를 나타내는 단면도이다.
도 13은 본 발명에 따른 무선IC디바이스의 제7실시예를 나타내는 등가회로도이다.
도 14는 본 발명에 따른 무선IC디바이스의 제8실시예를 나타내는 등가회로도이다.
도 15는 본 발명에 따른 무선IC디바이스의 제9실시예를 나타내는 등가회로도이다.
도 16은 본 발명에 따른 무선IC디바이스의 제10실시예를 나타내는 단면도이다.
도 17은 상기 제10실시예의 등가회로도이다.
도 18은 상기 제10실시예의 급전회로기판을 나타내는 분해사시도이다.
도 19는 본 발명에 따른 무선IC디바이스의 제11실시예를 나타내는 등가회로도이다.
도 20은 본 발명에 따른 무선IC디바이스의 제12실시예를 나타내는 등가회로도이다.
도 21은 상기 제12실시예의 급전회로기판을 나타내는 분해사시도이다.
도 22는 본 발명에 따른 무선IC디바이스의 제13실시예를 나타내는 사시도이다.
도 23은 본 발명에 따른 무선IC디바이스의 제14실시예를 나타내는 단면도이다.
도 24는 상기 제14실시예의 급전회로기판을 나타내는 분해사시도이다.
도 25는 본 발명에 따른 무선IC디바이스의 제15실시예를 나타내는 등가회로도이다.
도 26은 상기 제15실시예의 급전회로기판을 나타내는 분해사시도이다.
도 27은 본 발명에 따른 무선IC디바이스의 제16실시예를 나타내는 등가회로도이다.
도 28은 상기 제16실시예의 급전회로기판을 나타내는 분해사시도이다.
도 29는 본 발명에 따른 무선IC디바이스의 제17실시예를 나타내는 등가회로도이다.
도 30은 상기 제17실시예의 급전회로기판을 나타내는 분해사시도이다.
도 31은 상기 제17실시예의 반사특성을 나타내는 그래프이다.
도 32는 본 발명에 따른 무선IC디바이스의 제18실시예를 나타내는 등가회로도이다.
도 33은 상기 제18실시예의 급전회로기판을 나타내는 분해사시도이다.
도 34는 상기 제18실시예의 무선IC칩을 나타내며, 도 34A는 저면도, 도 34B 는 확대 단면도이다.
도 35는 본 발명에 따른 무선IC디바이스의 제19실시예를 나타내는 등가회로도이다.
도 36은 상기 제19실시예의 급전회로기판을 나타내는 분해사시도이다.
도 37은 본 발명에 따른 무선IC디바이스의 제20실시예를 나타내는 분해사시도이다.
도 38은 상기 제20실시예에 있어서, 무선IC칩을 탑재한 급전회로기판의 저면도이다.
도 39는 상기 제20실시예의 측면도이다.
도 40은 상기 제20실시예의 변형예를 나타내는 측면도이다.
도 41은 도 40에 나타낸 변형예에서의 제1형태를 나타내는 사시도이다.
도 42는 도 40에 나타낸 변형예에서의 제2형태를 나타내는 사시도이다.
도 43은 본 발명에 따른 무선IC디바이스의 제21실시예를 나타내는 분해사시도이다.
도 44는 본 발명에 따른 무선IC디바이스의 제22실시예를 나타내는 등가회로도이다.
도 45는 상기 제22실시예의 급전회로기판을 나타내는 분해사시도이다.
도 46은 본 발명에 따른 무선IC디바이스의 제23실시예에 있어서의 급전회로기판을 나타내는 분해사시도이다.
도 47은 본 발명에 따른 무선IC디바이스의 제24실시예를 나타내는 등가회로 도이다.
도 48은 상기 제24실시예의 급전회로기판을 나타내는 사시도이다.
도 49는 본 발명의 제25실시예를 나타내는 등가회로도이다.
도 50은 상기 제25실시예의 급전회로기판을 나타내는 사시도이다.
도 51은 본 발명에 따른 무선IC디바이스의 제26실시예를 나타내는 등가회로도이다.
도 52는 상기 제26실시예의 급전회로기판을 나타내는 사시도이다.
도 53은 본 발명에 따른 무선IC디바이스의 제27실시예를 나타내는 등가회로도이다.
도 54는 상기 제27실시예의 급전회로기판을 나타내는 사시도이다.
도 55는 본 발명에 따른 무선IC디바이스의 제28실시예를 나타내는 단면도이다.
도 56은 본 발명에 따른 무선IC디바이스의 제29실시예를 나타내는 단면도이다.
도 57은 본 발명에 따른 무선IC디바이스의 제30실시예를 나타내는 사시도이다.
도 58은 본 발명에 따른 무선IC디바이스의 제31실시예를 나타내는 사시도이다.
도 59는 종래의 무선IC디바이스의 제1예를 나타내는 평면도이다.
도 60은 종래의 무선IC디바이스의 제2예를 나타내는 평면도이다.
이하, 본 발명에 따른 무선IC디바이스 및 무선IC디바이스용 부품의 실시예에 대하여 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 각 실시예에 있어서 공통되는 부품, 부분은 동일한 부호를 붙이고 중복하는 설명은 생략한다.
(제1실시예, 도 1∼도 7 참조)
제1실시예인 무선IC디바이스(1a)는 모노폴 타입으로, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 무선IC칩(5)과, 상면(上面)에 무선IC칩(5)을 탑재한 급전회로기판(10)과, 상기 급전회로기판(10)을 점착한 방사판(20)으로 구성되어 있다. 무선IC칩(5)은 클록 회로, 로직 회로, 메모리 회로를 포함하고, 필요한 정보가 메모리되어 있으며, 급전회로기판(10)에 내장된 급전회로(16)와 직접적으로 DC접속되어 있다.
급전회로(16)는 소정의 주파수를 갖는 송신신호를 방사판(20)에 공급하기 위한 회로, 및/또는 방사판(20)에서 받은 신호로부터 소정의 주파수를 갖는 수신신호를 선택하여 무선IC칩(5)에 공급하기 위한 회로로서, 송수신신호의 주파수로 공진하는 공진회로를 구비하고 있다.
급전회로기판(10)에는, 도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 헬리컬형의 인덕턴스 소자(L) 및 커패시턴스 소자(Cl, C2)로 이루어지는 집중 상수형의 LC직렬공진회로로 구성한 급전회로(16)가 내장되어 있다. 상세하게는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 급전회로기판(10)은 유전체로 이루어지는 세라믹 시트(11A∼11G)를 적층, 압착, 소성한 것으로서, 접속용 전극(12)과 비어홀 도체(13a)를 형성한 시트(11A), 커패시터 전극(14a)을 형성한 시트(11B), 커패시터 전극(14b)과 비어홀 도체(13b)를 형성한 시트(11C), 비어홀 도체(13c)를 형성한 시트(11D), 도체패턴(15a)과 비어홀 도체(13d)를 형성한 시트(11E), 비어홀 도체(13e)를 형성한 시트(11F)(1장 혹은 복수장), 도체패턴(15b)을 형성한 시트(11G)로 이루어진다. 또한, 각 세라믹 시트(11A∼11G)는 자성체의 세라믹 재료로 이루어지는 시트여도 되고, 급전회로기판(10)은 종래부터 이용되고 있는 시트 적층법, 후막(厚膜) 인쇄법 등의 다층기판의 제작공정에 의해 용이하게 얻을 수 있다.
이상의 시트(11A∼11G)를 적층함으로써, 헬리컬의 권회축이 방사판(20)과 평행한 인덕턴스 소자(L)와, 상기 인덕턴스 소자(L)의 양단에 커패시터 전극(14b)이 접속되고, 또한 커패시터 전극(14a)이 비어홀 도체(13a)를 통해서 접속용 전극(12)에 접속된 커패시턴스 소자(Cl, C2)가 형성된다. 그리고, 기판측 전극패턴인 접속용 전극(12)이 솔더범프(6)를 통해서 무선IC칩(5)의 칩측 전극패턴(도시하지 않음)과 DC접속에 의해 접속된다.
즉, 급전회로(16)를 구성하는 소자 중 코일형상 전극패턴인 인덕턴스 소자(L)로부터 자계를 통해서 방사판(20)에 송신신호를 급전하고, 또한 방사판(20)으로부터의 수신신호는 자계를 통해서 인덕턴스 소자(L)에 급전된다. 그 때문에, 급전회로기판(10)에 있어서, 공진회로를 구성하는 인덕턴스 소자(L), 커패시턴스 소자(Cl, C2) 중 인덕턴스 소자(L)가 방사판(20)에 가까워지도록 레이아웃하는 것이 바람직하다.
방사판(20)은 알루미늄박이나 구리박 등의 비자성체로 이루어지는 장척체(長 尺體), 즉 양단 개방형의 금속체로서, PET 등의 절연성이 플렉시블한 수지필름(21) 위에 형성되어 있다. 상기 급전회로기판(10)은 그 하면(下面)이 접착제(18)로 이루어지는 절연성 접착층을 통해서 방사판(20) 위에 점착되어 있다.
사이즈면에서 그 일례를 나타내면, 무선IC칩(5)의 두께는 50∼100㎛, 솔더범프(6)의 두께는 약 20㎛, 급전회로기판(10)의 두께는 200∼500㎛, 접착제(18)의 두께는 0.1∼10㎛, 방사판(20)의 두께는 1∼50㎛, 필름(21)의 두께는 10∼100㎛이다. 또한, 무선IC칩(5)의 사이즈(면적)는 0.4mm×0.4mm, 0.9mm×0.8mm 등 다양하다. 급전회로기판(10)의 사이즈(면적)는 무선IC칩(5)과 동일한 사이즈로서 3mm×3mm 정도의 사이즈로 구성할 수 있다.
도 5에 무선IC칩(5)과 급전회로기판(10)의 접속형태를 나타낸다. 도 5(A)는 무선IC칩(5)의 이면 및 급전회로기판(10)의 표면에 각각 한 쌍의 안테나(밸런스) 단자(7a, 17a)를 형성한 것이다. 도 5(B)는 다른 접속형태를 나타내는데, 무선IC칩(5)의 이면 및 급전회로기판(10)의 표면에 각각 한 쌍의 안테나(밸런스) 단자(7a, 17a)에 더하여 그라운드 단자(7b, 17b)를 형성한 것이다. 단, 급전회로기판(10)의 그라운드 단자(17b)는 종단(終端)하고 있으며, 급전회로기판(10)의 다른 소자에 접속되어 있는 것은 아니다.
또한, 도 6 및 도 7에 나타내는 바와 같이, 방사판(20)은 가늘고 긴 형상인 것이 바람직하고, 급전회로기판(10)이 점착되는 개소(20')의 면적을 기판(10)보다도 크게 하는 것이 바람직하다. 점착시의 위치 정밀도에 엄격함이 요구되지 않아 안정된 전기적 특성이 얻어진다.
도 3에 무선IC디바이스(1a)의 등가회로를 나타낸다. 이 무선IC디바이스(1a)는 도시하지 않은 리더 라이터로부터 방사되는 고주파신호(예를 들면, UHF주파수대)를 방사판(20)으로 수신하고, 방사판(20)과 주로 자기적으로 결합하고 있는 급전회로(16)(인덕턴스 소자(L)와 커패시턴스 소자(Cl, C2)로 이루어지는 LC직렬공진회로)를 공진시켜 소정의 주파수대의 수신신호만을 무선IC칩(5)에 공급한다. 한편, 이 수신신호로부터 소정의 에너지를 추출하여, 이 에너지를 구동원으로 하여 무선IC칩(5)에 메모리되어 있는 정보를, 급전회로(16)에 의해 소정의 주파수에 정합시킨 후, 급전회로(16)의 인덕턴스 소자(L)로부터 자계결합을 통해서 방사판(20)에 송신신호를 전달하고, 방사판(20)으로부터 리더 라이터에 송신, 전송한다.
한편, 급전회로(16)와 방사판(20)의 결합은 자계를 통한 결합이 주(主)가 되지만, 전계를 통한 결합이 존재하고 있어도 된다(전자계결합).
제1실시예인 무선IC디바이스(1a)에 있어서, 무선IC칩(5)은 급전회로(16)를 내장한 급전회로기판(10) 위에 직접적으로 DC접속되고 있고, 급전회로기판(10)은 무선IC칩(5)과 거의 같은 면적이면서 리지드하기 때문에, 종래와 같이 넓은 면적의 플렉시블한 필름 위에 탑재하는 것보다도 무선IC칩(5)을 매우 정밀도 좋게 위치 결정하여 탑재하는 것이 가능하다. 게다가, 급전회로기판(10)은 세라믹 재료로 이루어져 내열성을 가지기 때문에, 무선IC칩(5)을 급전회로기판(10)에 솔더링할 수 있다. 즉, 종래와 같이 초음파 접합법을 이용하지 않기 때문에 저렴하며, 또한 초음파 접합시에 가해지는 압력으로 무선IC칩(5)이 파손될 염려가 없고, 솔더 리플로우(reflow)에 의한 셀프얼라이먼트 작용을 이용할 수도 있다.
또한, 급전회로(16)에 있어서는, 인덕턴스 소자(L)와 커패시턴스 소자(Cl, C2)로 구성된 공진회로에 의해 공진주파수 특성이 결정된다. 방사판(20)으로부터 방사되는 신호의 공진주파수는 급전회로(16)의 자기 공진주파수에 실질적으로 상당하고, 신호의 최대이득은 급전회로(16)의 사이즈, 형상, 급전회로(16)와 방사판(20)의 거리 및 매질의 적어도 어느 하나에 의해 실질적으로 결정된다. 구체적으로는, 본 제1실시예에 있어서, 방사판(20)의 전기장은 공진주파수(λ)의 1/2로 되어 있다. 단, 방사판(20)의 전기장은 λ/2의 정수배가 아니어도 된다. 즉, 본 발명에 있어서, 방사판(20)으로부터 방사되는 신호의 주파수는 공진회로(급전회로(16))의 공진주파수에 의해 실질적으로 결정되므로, 주파수 특성에 관해서는 방사판(20)의 전기장에 실질적으로 의존하지 않는다. 방사판(20)의 전기장이 λ/2의 정수배이면 이득이 최대가 되므로 바람직하다.
이상과 같이, 급전회로(16)의 공진주파수 특성은 급전회로기판(10)에 내장되어 있는 인덕턴스 소자(L)와 커패시턴스 소자(Cl, C2)로 구성된 공진회로로 결정되기 때문에, 무선IC디바이스(1a)를 서적의 사이에 끼우거나 해도 공진주파수 특성이 변화하는 일은 없다. 또한, 무선IC디바이스(1a)를 둥글게 하여 방사판(20)의 형상을 변화시키거나, 방사판(20)의 사이즈를 변화시키더라도 공진주파수 특성이 변화하는 일은 없다. 또한, 인덕턴스 소자(L)를 구성하는 코일형상 전극패턴은 그 권회축이 방사판(20)과 평행으로 형성되어 있기 때문에, 중심주파수가 변동하지 않는다는 이점을 갖고 있다. 또한, 무선IC칩(5)의 후단에 커패시턴스 소자(Cl, C2)가 삽입되어 있기 때문에, 이 소자(Cl, C2)로 저주파수의 서지를 커트할 수 있어 무선IC 칩(5)을 서지로부터 보호할 수 있다.
또한, 급전회로기판(10)은 리지드한 다층기판이기 때문에, 무선IC칩(5)을 솔더링할 때의 취급이 편리하다. 게다가, 방사판(20)은 플렉시블한 필름(21)에 보유된 플렉시블한 금속막에 의해 형성되어 있기 때문에, 예를 들면 플라스틱 필름제의 플렉시블한 주머니나 페트병과 같은 원주 형상체에 아무런 지장없이 점착할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 공진회로는 무선IC칩의 인피던스와 방사판의 인피던스를 정합시키기 위한 매칭회로를 겸하고 있어도 된다. 혹은, 급전회로기판은 인덕턴스 소자나 커패시턴스 소자로 구성된, 공진회로와는 별도로 형성된 매칭회로를 더 구비하고 있어도 된다. 공진회로에 매칭회로의 기능도 부가하려고 하면 공진회로의 설계가 복잡해지는 경향이 있다. 공진회로와는 별도로 매칭회로를 형성하면 공진회로, 매칭회로를 각각 독립적으로 설계할 수 있다.
(제2실시예, 도 8 참조)
제2실시예인 무선IC디바이스(1b)는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 방사판(20)을 90도로 분기시킨 것이다. 즉, 방사판(20)을 x-y평면 내에 있어서 x축방향으로 연장되어 존재하는 방사부(20a)와 y축방향으로 연장되어 존재하는 방사부(20b)로 구성하고, 방사부(20a)의 연장선상을 급전부(20d)로 하여 상기 급전부(20d) 위에 무선IC칩(5)을 탑재한 급전회로기판(10)이 점착되어 있다.
또한, 급전회로기판(10)의 내부구성은 상기 제1실시예와 동일하며, 본 제2실시예의 작용효과는 제1실시예와 동일하다. 나아가, 방사부(20a, 20b)가 x축방향 및 y축방향으로 연장되어 존재하고 있기 때문에, 원편파의 수신이 가능하여 안테나 이득이 향상된다.
(제3실시예, 도 9 참조)
제3실시예인 무선IC디바이스(1c)는, 도 9(A), (B)에 나타내는 바와 같이, 방사판(20)을 x-y-z 공간에 있어서 x축방향, y축방향, z축방향으로 연장되어 존재하는 방사부(20a, 20b, 20c)로 구성하고, 방사부(20a)의 연장선상을 급전부(20d)로 하여 상기 급전부(20d) 위에 무선IC칩(5)을 탑재한 급전회로기판(10)이 점착되어 있다.
이 무선IC디바이스(1c)는, 예를 들면 상자 형상물의 모서리부에 붙여서 사용할 수 있으며, 방사부(20a, 20b, 20c)가 삼차원적으로 연장되어 존재하고 있기 때문에, 안테나의 지향성이 없어져 어느 쪽 방향에 있어서도 효율이 좋은 송수신이 가능해진다. 또한 무선IC디바이스(1c)의 다른 작용효과는 상기 제1실시예와 동일하다.
(제4실시예, 도 10 참조)
제4실시예인 무선IC디바이스(1d)는, 도 10에 나타내는 바와 같이, 넓은 면적의 플렉시블한 절연성을 갖는 플라스틱 필름(21) 위에 넓은 면적의 방사판(20)을 알루미늄박 등으로 형성한 것으로서, 무선IC칩(5)을 탑재한 급전회로기판(10)이 방사판(20)의 임의의 위치에 접착되어 있다.
한편, 무선IC디바이스(1d)의 다른 구성, 즉 급전회로기판(10)의 내부구성은 상기 제1실시예와 동일하다. 따라서, 본 제4실시예의 작용효과는 기본적으로 제1실 시예와 동일하며, 또한 급전회로기판(10)의 접착위치에 그다지 높은 정밀도가 요구되지 않는 이점을 갖고 있다.
(제5실시예, 도 11 참조)
제5실시예인 무선IC디바이스(1e)는, 도 11에 나타내는 바와 같이, 알루미늄박 등으로 형성한 넓은 면적의 방사판(20)을 메쉬형상으로 한 것이다. 메쉬는 방사판(20)의 전체면에 형성되어 있어도 되고, 또는 부분적으로 형성되어 있어도 된다.
기타의 구성은 상기 제4실시예와 동일하며, 급전회로기판(10)의 접착위치에 높은 정밀도가 요구되지 않는 이점에 더하여, 코일형상 전극패턴의 자속(磁束)이 메쉬의 개구부를 빠져나가므로 급전회로기판(10)으로부터 발생하는 자속의 변화(감소)가 적어져 보다 많은 자속이 방사판(20)을 통과할 수 있게 된다. 따라서, 신호 에너지의 전달효율을 향상시킬 수 있는 동시에, 점착하여 맞춤에 의한 주파수의 차이를 적게 할 수 있다.
(제6실시예, 도 12 참조)
제6실시예인 무선IC디바이스(1f)는, 도 12에 나타내는 바와 같이, 필름(21) 위의 급전회로기판(10)과의 접합면을 포함하여 그 이외의 면(여기서는 전체면)에 방사판(20)을 통해서 접착제(18)가 도포되어 있다. 이 접착제(18)로 무선IC디바이스(1f)를 물품의 임의의 부분에 점착 가능하다.
한편, 무선IC디바이스(1f)의 다른 구성, 즉 급전회로기판(10)의 내부구성은 상기 제1실시예와 동일하다. 따라서, 본 제6 실시예의 작용효과는 기본적으로 제1실시예와 동일하다.
(제7실시예, 도 13 참조)
제7실시예인 무선IC디바이스(1g)는, 도 13에 등가회로로서 나타내는 바와 같이, 급전회로기판(10)에 급전회로(16)로서 코일형상 전극패턴으로 이루어지는 인덕턴스 소자(L)를 내장한 것이다. LC병렬공진회로를 구성하는 커패시턴스 소자(C)는 인덕턴스 소자(L)의 도체패턴간의 부유용량(분포 상수형의 용량)으로서 형성된다.
즉, 하나의 코일형상 전극패턴이더라도 자기공진을 갖고 있으면, 코일형상 전극패턴 자신의 L성분과 선간(線間) 부유용량인 C성분에 의해 LC병렬공진회로로서 작용하여 급전회로(16)를 구성할 수 있다. 따라서 이 무선IC디바이스(1g)는, 도시하지 않은 리더 라이터로부터 방사되는 고주파신호(예를 들면, UHF주파수대)를 방사판(20)으로 수신하고, 방사판(20)과 주로 자기적으로 결합하고 있는 급전회로(16)(인덕턴스 소자(L)와 커패시턴스 소자(C)로 이루어지는 LC병렬공진회로)를 공진시켜 소정의 주파수대의 수신신호만을 무선IC칩(5)에 공급한다. 한편, 이 수신신호로부터 소정의 에너지를 추출하여, 이 에너지를 구동원으로 하여 무선IC칩(5)에 메모리되어 있는 정보를, 급전회로(16)에 의해 소정의 주파수에 정합시킨 후, 급전회로(16)의 인덕턴스 소자(L)로부터 자계결합을 통해서 방사판(20)에 송신신호를 전달하고, 방사판(20)으로부터 리더 라이터에 송신, 전송한다.
(제8실시예, 도 14 참조)
제8실시예인 무선IC디바이스(1h)는, 도 14에 등가회로로서 나타내는 바와 같이, 다이폴 타입의 급전회로(16) 및 방사판(20)을 구비한 디바이스로서, 급전회로기판에 2개의 LC병렬공진회로로 이루어지는 급전회로(16)를 내장하고 있다. 인덕턴 스 소자(Ll) 및 커패시턴스 소자(Cl)는 무선IC칩(5)의 제1포트측에 접속되고, 인덕턴스 소자(L2) 및 커패시턴스 소자(C2)는 무선IC칩(5)의 제2포트측에 접속되며, 각각 방사판(20, 20)과 대향하고 있다. 인덕턴스 소자(Ll)와 커패시턴스 소자(Cl)의 단부는 개방단으로 되어 있다. 또한, 제1포트와 제2포트는 차동회로의 I/0를 구성하고 있다.
본 제8실시예의 작용효과는 기본적으로 상기 제1실시예와 동일하다. 즉, 이 무선IC디바이스(1h)는 도시하지 않은 리더 라이터로부터 방사되는 고주파신호(예를 들면, UHF주파수대)를 방사판(20)으로 수신하고, 방사판(20)과 주로 자기적으로 결합하고 있는 급전회로(16)(인덕턴스 소자(Ll)와 커패시턴스 소자(Cl)로 이루어지는 LC병렬공진회로 및 인덕턴스 소자(L2)와 커패시턴스 소자(C2)로 이루어지는 LC병렬공진회로)를 공진시켜 소정의 주파수대의 수신신호만을 무선IC칩(5)에 공급한다. 한편 이 수신신호로부터 소정의 에너지를 추출하여, 이 에너지를 구동원으로 하여 무선IC칩(5)에 메모리되어 있는 정보를, 급전회로(16)에 의해 소정의 주파수에 정합시킨 후, 급전회로(16)의 인덕턴스 소자(Ll, L2)로부터 자계결합을 통해서 방사판(20)에 송신신호를 전달하고, 방사판(20)으로부터 리더 라이터에 송신, 전송한다.
(제9실시예, 도 15 참조)
제9실시예인 무선IC디바이스(1i)는, 도 15에 등가회로로서 나타내는 바와 같이, 다이폴 타입의 급전회로(16) 및 방사판(20)을 구비한 디바이스로서, 급전회로기판에 2개의 LC직렬공진회로로 이루어지는 급전회로(16)를 내장하고 있다. 각 인 덕턴스 소자(Ll, L2)는 방사판(20, 20)과 대향하고, 각 커패시턴스 소자(Cl, C2)는 그라운드에 접속된다.
본 제9실시예의 작용효과는 기본적으로 상기 제1실시예와 동일하다. 즉, 이 무선IC디바이스(1i)는, 도시하지 않은 리더 라이터로부터 방사되는 고주파신호(예를 들면, UHF주파수대)를 방사판(20)으로 수신하고, 방사판(20)과 주로 자기적으로 결합하고 있는 급전회로(16)(인덕턴스 소자(Ll)와 커패시턴스 소자(Cl)로 이루어지는 LC직렬공진회로 및 인덕턴스 소자(L2)와 커패시턴스 소자(C2)로 이루어지는 LC직렬공진회로)를 공진시켜 소정의 주파수대의 수신신호만을 무선IC칩(5)에 공급한다. 한편 이 수신신호로부터 소정의 에너지를 추출하여, 이 에너지를 구동원으로 하여 무선IC칩(5)에 메모리되어 있는 정보를, 급전회로(16)에 의해 소정의 주파수에 정합시킨 후, 급전회로(16)의 인덕턴스 소자(Ll, L2)로부터 자계결합을 통해서 방사판(20)에 송신신호를 전달하고, 방사판(20)으로부터 리더 라이터에 송신, 전송한다.
(제10실시예, 도 16∼도 18 참조)
제10실시예인 무선IC디바이스(1j)는, 도 16에 나타내는 바와 같이, 모노폴 타입이며, 급전회로기판(10)에 내장한 인덕턴스 소자(L)와 커패시턴스 소자(C)에 의해 LC직렬공진회로로 이루어지는 급전회로(16)를 구성한 것이다. 도 17에 나타내는 바와 같이, 인덕턴스 소자(L)를 구성하는 코일형상 전극패턴은, 그 권회축이 방사판(20)과 수직으로 형성되며, 급전회로(16)는 방사판(20)과 주로 자기적으로 결합하고 있다.
급전회로기판(10)은, 상세하게는 도 18에 나타내는 바와 같이, 유전체로 이루어지는 세라믹 시트(31A∼31F)를 적층, 압착, 소성한 것으로서, 접속용 전극(32)과 비어홀 도체(33a)를 형성한 시트(31A), 커패시터 전극(34a)과 비어홀 도체(33b)를 형성한 시트(31B), 커패시터 전극(34b)과 비어홀 도체(33c, 33b)를 형성한 시트(31C), 도체패턴(35a)과 비어홀 도체(33d, 33b)를 형성한 시트(31D)(1장 혹은 복수장), 도체패턴(35b)과 비어홀 도체(33e, 33b)를 형성한 시트(31E)(1장 혹은 복수장), 도체패턴(35c)을 형성한 시트(31F)로 이루어진다.
이상의 시트(31A∼31F)를 적층함으로써, 헬리컬의 권회축이 방사판(20)과 수직인 인덕턴스 소자(L)에 대하여 직렬로 커패시턴스 소자(C)가 접속된 LC직렬공진회로로 이루어지는 급전회로(16)가 얻어진다. 커패시터 전극(34a)은 비어홀 도체(33a)를 통해서 접속용 전극(32)에 접속되고, 또한 솔더범프(6)를 통해서 무선IC칩(5)과 접속되며, 인덕턴스 소자(L)의 일단은 비어홀 도체(33b)를 통해서 접속용 전극(32)에 접속되고, 또한 솔더범프(6)를 통해서 무선IC칩(5)과 접속된다.
본 제10실시예의 작용효과는 기본적으로 상기 제1실시예와 동일하다. 즉, 이 무선IC디바이스(1j)는, 도시하지 않은 리더 라이터로부터 방사되는 고주파신호(예를 들면, UHF주파수대)를 방사판(20)으로 수신하고, 방사판(20)과 주로 자기적으로 결합하고 있는 급전회로(16)(인덕턴스 소자(L)와 커패시턴스 소자(C)로 이루어지는 LC직렬공진회로)를 공진시켜 소정의 주파수대의 수신신호만을 무선IC칩(5)에 공급한다. 한편 이 수신신호로부터 소정의 에너지를 추출하여, 이 에너지를 구동원으로 하여 무선IC칩(5)에 메모리되어 있는 정보를, 급전회로(16)에 의해 소정의 주파수 에 정합시킨 후, 급전회로(16)의 인덕턴스 소자(L)로부터 자계결합을 통해서 방사판(20)에 송신신호를 전달하고, 방사판(20)으로부터 리더 라이터에 송신, 전송한다.
특히 본 제10실시예에 있어서는, 코일형상 전극패턴은 그 권회축이 방사판(20)과 수직으로 형성되어 있기 때문에, 방사판(20)에의 자속성분이 증가해 신호 에너지의 전달효율이 향상하여 이득이 크다는 이점을 갖고 있다.
(제11실시예, 도 19 참조)
제11실시예인 무선IC디바이스(1k)는, 도 19에 등가회로로서 나타내는 바와 같이, 상기 제10실시예에서 나타낸 인덕턴스 소자(L)의 코일형상 전극패턴의 권회폭(코일 지름)을 방사판(20)을 향하여 서서히 크게 형성한 것이다. 다른 구성은 상기 제10실시예와 동일하다.
본 제11실시예는 상기 제10실시예와 동일한 작용효과를 발휘하고, 또한 인덕턴스 소자(L)의 코일형상 전극패턴의 권회폭(코일 지름)이 방사판(20)을 향하여 서서히 크게 형성되어 있기 때문에, 신호의 전달효율이 향상한다.
(제12실시예, 도 20 및 도 21 참조)
제12실시예인 무선IC디바이스(1l)는, 도 20에 등가회로로서 나타내는 바와 같이 다이폴 타입이며, 급전회로기판(10)이 2개의 LC직렬공진회로로 이루어지는 급전회로(16)를 내장한 것이다.
급전회로기판(10)은, 상세하게는 도 21에 나타내는 바와 같이, 유전체로 이루어지는 세라믹 시트(41A∼41F)를 적층, 압착, 소성한 것으로서, 접속용 전극(42) 과 비어홀 도체(43a)를 형성한 시트(41A), 커패시터 전극(44a)을 형성한 시트(41B), 커패시터 전극(44b)과 비어홀 도체(43b)를 형성한 시트(41C), 도체패턴(45a)과 비어홀 도체(43c)를 형성한 시트(41D)(1장 혹은 복수장), 도체패턴(45b)과 비어홀 도체(43d)를 형성한 시트(41E)(1장 혹은 복수장), 도체패턴(45c)을 형성한 시트(41F)로 이루어진다.
이상의 시트(41A∼41F)를 적층함으로써, 헬리컬의 권회축이 방사판(20)과 수직인 인덕턴스 소자(Ll, L2)에 대하여 직렬로 커패시턴스 소자(Cl, C2)가 접속된 2개의 LC직렬공진회로로 이루어지는 급전회로(16)가 얻어진다. 커패시터 전극(44a)은 비어홀 도체(43a)를 통해서 접속용 전극(42)에 접속되고, 또한 솔더범프를 통해서 무선IC칩(5)과 접속된다.
본 제12실시예의 작용효과는 기본적으로 상기 제1실시예와 동일하다. 즉, 이 무선IC디바이스(1l)는, 도시하지 않은 리더 라이터로부터 방사되는 고주파신호(예를 들면, UHF주파수대)를 방사판(20)으로 수신하고, 방사판(20)과 주로 자기적으로 결합하고 있는 급전회로(16)(인덕턴스 소자(Ll)와 커패시턴스 소자(Cl)로 이루어지는 LC직렬공진회로 및 인덕턴스 소자(L2)와 커패시턴스 소자(C2)로 이루어지는 LC직렬공진회로)를 공진시켜 소정의 주파수대의 수신신호만을 무선IC칩(5)에 공급한다. 한편 이 수신신호로부터 소정의 에너지를 추출하여, 이 에너지를 구동원으로 하여 무선IC칩(5)에 메모리되어 있는 정보를, 급전회로(16)에 의해 소정의 주파수에 정합시킨 후, 급전회로(16)의 인덕턴스 소자(Ll, L2)로부터 자계결합을 통해서 방사판(20)에 송신신호를 전달하고, 방사판(20)으로부터 리더 라이터에 송신, 전송 한다.
또한, 커패시턴스 소자(Cl, C2)가 무선IC칩(5)의 후단이면서 무선IC칩(5)과 인덕턴스 소자(Ll, L2)와의 사이에 배치되어 있기 때문에, 내 서지성이 향상한다. 서지는 200MHz까지의 저주파전류이기 때문에 커패시턴스 소자(Cl, C2)에 의해 커트할 수 있어 무선IC칩(5)의 서지 파괴가 방지되게 된다.
한편 본 제12실시예에서는, 커패시턴스 소자(Cl)와 인덕턴스 소자(Ll)로 이루어지는 공진회로와, 커패시턴스 소자(C2)와 인덕턴스 소자(L2)로 이루어지는 공진회로는 서로 결합하고 있는 것은 아니다.
(제13실시예, 도 22 참조)
제13실시예인 무선IC디바이스(1m)는, 도 22에 나타내는 바와 같이, 세라믹 혹은 내열성 수지로 이루어지는 리지드한 단층의 급전회로기판(50)의 표면에 코일형상 전극패턴, 즉 스파이럴형상의 인덕턴스 소자로 이루어지는 급전회로(56)를 형성한 것이다. 급전회로(56)의 양 단부는 무선IC칩(5)과 솔더범프를 통해서 직접적으로 접속되고, 급전회로기판(50)은 방사판(20)을 보유하는 필름(21) 위에 접착제로 점착되어 있다.
또한 급전회로(56)를 구성하는 서로 교차하는 도체패턴(56a)과 도체패턴(56b, 56c)은 도시하지 않는 절연막에 의해 사이가 떨어져 있다.
본 제13실시예에 있어서의 급전회로(56)는 스파이럴로 감긴 도체패턴간에 형성되는 부유용량을 커패시턴스 성분으로서 이용한 LC병렬공진회로를 구성하고 있다. 또한 급전회로기판(50)은 유전체 또는 자성체로 이루어지는 단층기판이다.
본 제13실시예인 무선IC디바이스(1m)에 있어서는, 급전회로(56)는 방사판(20)과 주로 자기적으로 결합되어 있다. 따라서 상기 각 실시예와 마찬가지로, 리더 라이터로부터 방사되는 고주파 신호를 방사판(20)으로 수신하고, 급전회로(56)를 공진시켜 소정의 주파수대의 수신신호만을 무선IC칩(5)에 공급한다. 한편, 이 수신신호로 소정의 에너지를 추출하여, 이 에너지를 구동원으로 하여 무선IC칩(5)에 메모리되어 있는 정보를, 급전회로(56)에 의해 소정의 주파수로 정합시킨 후, 급전회로(56)의 인덕턴스 소자로부터 자계결합을 통해서 방사판(20)으로 송신신호를 전달하고, 방사판(20)으로부터 리더 라이터로 송신, 전송한다.
그리고, 무선IC칩(5)은 리지드하면서 작은 면적의 급전회로기판(50) 위에 마련되어져 있기 때문에 상기 제1실시예와 마찬가지로 위치결정 정밀도가 양호하여 급전회로기판(50)과 솔더범프에 의해 접속하는 것이 가능하다.
(제14실시예, 도 23 및 도 24 참조)
제14실시예인 무선IC디바이스(1n)는, 도 23에 나타내는 바와 같이, 급전회로(56)의 코일형상 전극패턴을 급전회로기판(50)에 내장한 것이다. 급전회로기판(50)은, 도 24에 나타내는 바와 같이, 유전체로 이루어지는 세라믹 시트(51A∼51D)를 적층, 압착, 소성한 것으로서, 접속용 전극(52)과 비어홀 도체(53a)를 형성한 시트(51A), 도체패턴(54a)과 비어홀 도체(53b, 53c)를 형성한 시트(51B), 도체패턴(54b)을 형성한 시트(51C), 무늬 없는 시트(51D)(복수장)로 이루어진다.
이상의 시트(51A∼51D)를 적층함으로써, 코일형상 전극패턴에 있어서, 스파이럴형상으로 감긴 인덕턴스 소자;와 스파이럴형상 도체의 선간 부유용량으로 형성 된 커패시턴스 성분;으로 구성된 공진회로를 포함하는 급전회로(56)를 내장한 급전회로기판(50)이 얻어진다. 그리고, 급전회로(56)의 양단에 위치하는 접속용 전극(52)이 솔더범프(6)를 통해서 무선IC칩(5)에 접속된다. 본 제14실시예의 작용효과는 상기 제13실시예와 동일하다.
(제15실시예, 도 25 및 도 26 참조)
제15실시예인 무선IC디바이스(1o)는, 도 25에 등가회로로서 나타내는 바와 같이, 무선IC칩(5)과 급전회로기판(10)을 용량결합한 것으로서, 급전회로기판(10)과 방사판(20)은 DC접속에 의해 접속되어 있다. 급전회로기판(10)에는 2개의 LC직렬공진회로로 이루어지는 급전회로(16)를 내장하고 있다. 인덕턴스 소자(L1, L2)는 그 권회축이 방사판(20)과 수직으로 위치하고, 일단은 커패시턴스 소자(C1, C2)를 구성하는 커패시터 전극(65a, 65b; 도 26 참조)에 접속되며, 타단은 기판(10)의 바닥면측 표면에 마련된 접속용 전극(62)에 의해 서로 직결되어 있다. 또, 커패시턴스 소자(C1, C2)를 구성하는 커패시터 전극(66a, 66b; 도 26 참조)은 무선IC칩(5)의 이면에 형성되어 있다.
급전회로기판(10)은, 상세하게는 도 26에 나타내는 바와 같이, 유전체로 이루어지는 세라믹 시트(61A∼61G)를 적층, 압착, 소성한 것으로서, 접속용 전극(62)과 비어홀 도체(63a, 63b)를 형성한 시트(61A), 도체패턴(64a, 64b)과 비어홀 도체(63c, 63d)를 형성한 시트(61B∼61F), 커패시터 전극(65a, 65b)을 형성한 시트(61G)로 이루어진다.
이상의 시트(61A∼61G)를 적층함으로써, 인덕턴스 소자(L1, L2)에 대하여 직 렬로 커패시턴스 소자(C1, C2)가 접속된 2개의 LC직렬공진회로로 이루어지는 급전회로(16)가 얻어진다.
즉, 커패시턴스 소자(C1)는 칩측 전극패턴인 전극(66a)과 기판측 전극패턴인 전극(65a)의 서로 평행한 평면전극패턴 사이에 형성되어 있다. 커패시턴스 소자(C2)는 칩측 전극패턴인 전극(66b)과 기판측 전극패턴인 전극(65b)의 서로 평행한 평면전극패턴의 사이에 형성되어 있다. 무선IC칩(5)은 급전회로기판(10)에 대하여 절연성 접착층으로 붙여져 있고, 이 절연성 접착층을 통해서 접합되어 있다. 또한 급전회로기판(10)은 제2기판측 전극패턴인 접속용 전극(62)을 통해서 방사판(20)과 DC접속되어 있다. 여기서, 급전회로기판(10)의 접속용 전극(62)과 방사판(20)은 솔더, 도전성 접착제 등으로 접합하면 된다.
본 제15실시예의 작용효과는 기본적으로 상기 제1실시예와 동일하다. 즉, 이 무선IC디바이스(1o)는, 도시하지 않는 리더 라이터로부터 방사되는 고주파신호(예를 들면, UHF주파수대)를 방사판(20)으로 수신하고, 방사판(20)과 DC접속하고 있는 급전회로(16)(인덕턴스 소자(L1)와 커패시턴스 소자(C1)로 이루어지는 LC직렬공진회로 및 인덕턴스 소자(L2)와 커패시턴스 소자(C2)로 이루어지는 LC직렬공진회로)를 공진시켜 소정의 주파수대의 수신신호만을 무선IC칩(5)에 공급한다. 한편, 이 수신신호로부터 소정의 에너지를 추출하여, 이 에너지를 구동원으로 하여 무선IC칩(5)에 메모리되어 있는 정보를, 급전회로(16)에 의해 소정의 주파수로 정합시킨 후, 급전회로(16)와 DC접속되어 있는 방사판(20)에 송신신호를 전달하고, 방사판(20)으로부터 리더 라이터로 송신, 전송한다. 급전회로(16)와 무선IC칩(5)은 커 패시턴스 소자(C1, C2)에 의해 용량결합되어 전력, 송수신신호가 전송된다.
그런데, 급전회로기판(10)에 형성한 커패시터 전극(65a, 65b)의 면적은 무선IC칩(5)에 형성한 커패시터 전극(66a, 66b)의 면적보다도 크게 되어 있다. 무선IC칩(5)을 급전회로기판(10)에 탑재할 때의 위치 정밀도가 다소 흐트러져도, 커패시터 전극(65a, 66a 및 65b, 66b)의 사이에 형성되는 용량의 편차가 완화된다. 또한 무선IC칩(5)의 후단에 커패시턴스 소자(C1, C2)가 삽입되어 있기 때문에 내 서지성능이 향상한다.
(제16실시예, 도 27 및 도 28 참조)
제16실시예인 무선IC디바이스(1p)는, 도 27에 등가회로로서 나타내는 바와 같이, 급전회로기판(10)과 방사판(20)을 용량결합한 것이다. 급전회로기판(10)에는 2개의 LC직렬공진회로로 이루어지는 급전회로(16)를 내장하고 있다. 인덕턴스 소자(L1, L2)의 일단은 무선IC칩(5)에 접속되고, 타단은 기판(10)의 표면에 마련된 커패시턴스 소자(C1, C2)를 구성하는 커패시터 전극(72a, 72b; 도 28 참조)에 접속되어 있다. 또한, 커패시턴스 소자(C1, C2)를 구성하는 또 하나의 커패시터 전극은 방사판(20)의 단부(20a, 20b)가 맡고 있다.
급전회로기판(10)은, 상세하게는 도 28에 나타내는 바와 같이, 유전체로 이루어지는 세라믹 시트(71A∼71F)를 적층, 압착, 소성한 것으로서, 커패시터 전극(72a, 72b)과 비어홀 도체(73a, 73b)를 형성한 시트(71A), 도체패턴(74a, 74b)과 비어홀 도체(73c, 73d)를 형성한 시트(71B∼71E), 일면에 도체패턴(74a, 74b)을 형성하고 타면에 접속용 전극(75a, 75b)을 형성하여 비어홀 도체(73e, 73f)로 접속한 시트(71F)로 이루어진다.
이상의 시트(71A∼71F)를 적층함으로써, 인덕턴스 소자(L1, L2)에 대하여 직렬로 커패시턴스 소자(C1, C2)가 접속된 2개의 LC직렬공진회로로 이루어지는 급전회로(16)가 얻어진다. 급전회로기판(10)이 방사판(20)에 접착제로 붙여짐으로써, 절연성 접착층을 통해서 방사판(20)에 대하여 평행하게 배치된 평면전극패턴인 커패시터 전극(72a, 72b)이 방사판(20)의 단부(20a, 20b)와 대향해서 커패시턴스 소자(C1, C2)를 형성한다. 또한, 접속용 전극(75a, 75b)이 솔더범프를 통해서 무선IC칩(5)과 접속됨으로써, 인덕턴스 소자(L1, L2)의 일단이 무선IC칩(5)에 접속되고, 무선IC칩(5)과 급전회로기판(10)은 DC접속되게 된다.
또한, 접착제가 예를 들어 유전체 분말을 포함하고 있으면, 접착층이 유전체로서의 성질을 가지게 되어 커패시턴스 소자(C1, C2)의 용량을 크게 할 수 있다. 또한, 제2기판측 전극패턴인 커패시터 전극(72a, 72b)은 본 제16실시예에서는 급전회로기판(10)의 이면측 표면에 형성했지만, 급전회로기판(10)의 내부(단, 방사판(20)에 가까운 측)에 형성해도 된다. 또한, 커패시터 전극(72a, 72b)은 기판(10)의 내층에 마련되어 있어도 된다.
제16실시예의 작용효과는 기본적으로 상기 제1실시예와 동일하다. 즉, 이 무선IC디바이스(1p)는, 도시하지 않는 리더 라이터로부터 방사되는 고주파신호(예를 들면, UHF주파수대)를 방사판(20)으로 수신하고, 방사판(20)과 용량결합하고 있는 급전회로(16)(인덕턴스 소자(L1)와 커패시턴스 소자(C1)로 이루어지는 LC직렬공진회로 및 인덕턴스 소자(L2)와 커패시턴스 소자(C2)로 이루어지는 LC직렬공진회로) 를 공진시켜 소정의 주파수대의 수신신호만을 무선IC칩(5)에 공급한다. 한편, 이 수신신호로부터 소정의 에너지를 추출하여, 이 에너지를 구동원으로 하여 무선IC칩(5)에 메모리되어 있는 정보를, 급전회로(16)에 의해 소정의 주파수로 정합시킨 후, 커패시턴스 소자(C1, C2)에 의한 용량결합을 통해서 방사판(20)에 송신신호를 전달하고, 방사판(20)으로부터 리더 라이터로 송신, 전송한다.
(제17실시예, 도 29∼도 31 참조)
제17실시예인 무선IC디바이스(1q)는, 도 29에 등가회로로서 나타내는 바와 같이, 급전회로(16)가 서로 자기결합하는 인덕턴스 소자(L1, L2)를 구비하며, 인덕턴스 소자(L1)는 커패시턴스 소자(C1a, C1b)를 통해서 무선IC칩(5)과 접속되고, 또한 인덕턴스 소자(L2)와 커패시턴스 소자(C2a, C2b)를 통해서 병렬로 접속되어 있다. 바꾸어 말하면, 급전회로(16)는 인덕턴스 소자(L1)와 커패시턴스 소자(C1a, C1b)로 이루어지는 LC직렬공진회로와, 인덕턴스 소자(L2)와 커패시턴스 소자(C2a, C2b)로 이루어지는 LC직렬공진회로를 포함하여 구성되어 있으며, 각 공진회로는 도 29에서 M으로 표시되는 자계결합에 의해 결합되어 있다. 그리고, 인덕턴스 소자(L1, L2)의 쌍방이 방사판(20)과 자기적으로 결합하고 있다.
급전회로기판(10)은, 상세하게는 도 30에 나타내는 바와 같이 유전체로 이루어지는 세라믹 시트(81A∼81H)를 적층, 압착, 소성한 것으로서, 무늬 없는 시트(81A), 도체패턴(82a, 82b)과 비어홀 도체(83a, 83b, 84a, 84b)를 형성한 시트(81B), 도체패턴(82a, 82b)과 비어홀 도체(83c, 84c, 83e, 84e)를 형성한 시트(81C), 도체패턴(82a, 82b)과 비어홀 도체(83d, 84d, 83e, 84e)를 형성한 시 트(81D), 커패시터 전극(85a, 85b)과 비어홀 도체(83e)를 형성한 시트(81E), 커패시터 전극(86a, 86b)을 형성한 시트(81F), 무늬 없는 시트(81G), 이면에 커패시터 전극(87a, 87b)을 형성한 시트(81H)로 이루어진다.
이상의 시트(81A∼81H)를 적층함으로써, 도체패턴(82a)이 비어홀 도체(83b, 83c)를 통해서 접속되어 인덕턴스 소자(L1)가 형성되고, 도체패턴(82b)이 비어홀 도체(84b, 84c)를 통해서 접속되어 인덕턴스 소자(L2)가 형성된다. 커패시터 전극(86a, 87a)으로 커패시턴스 소자(C1a)가 형성되고, 커패시터 전극(86a)은 비어홀 도체(83e)를 통해서 인덕턴스 소자(L1)의 일단에 접속되어 있다. 커패시터 전극(86b, 87b)으로 커패시턴스 소자(C1b)가 형성되고, 커패시터 전극(86b)은 비어홀 도체(83d)를 통해서 인덕턴스 소자(L1)의 타단에 접속되어 있다. 또한, 커패시터 전극(85a, 86a)으로 커패시턴스 소자(C2a)가 형성되고, 커패시터 전극(85a)은 비어홀 도체(84e)를 통해서 인덕턴스 소자(L2)의 일단에 접속되어 있다. 커패시터 전극(85b, 86b)으로 커패시턴스 소자(C2b)가 형성되고, 커패시터 전극(85b)은 비어홀 도체(84d)를 통해서 인덕턴스 소자(L2)의 타단에 접속되어 있다.
본 제17실시예의 작용효과는 기본적으로 상기 제1실시예와 동일하다. 즉, 이 무선IC디바이스(1q)는, 도시하지 않는 리더 라이터로부터 방사되는 고주파신호(예를 들면, UHF주파수대)를 방사판(20)으로 수신하고, 방사판(20)과 주로 자기적으로 결합하고 있는 급전회로(16)(인덕턴스 소자(L1)와 커패시턴스 소자(C1a, C1b)로 이루어지는 LC직렬공진회로 및 인덕턴스 소자(L2)와 커패시턴스 소자(C2a, C2b)로 이루어지는 LC직렬공진회로)를 공진시켜 소정의 주파수대의 수신신호만을 무선IC 칩(5)에 공급한다. 한편, 이 수신신호로부터 소정의 에너지를 추출하여, 이 에너지를 구동원으로 하여 무선IC칩(5)에 메모리되어 있는 정보를, 급전회로(16)에 의해 소정의 주파수로 정합시킨 후, 급전회로(16)의 인덕턴스 소자(L1, L2)로부터 자계결합을 통해서 방사판(20)에 송신신호를 전달하고, 방사판(20)으로부터 리더 라이터로 송신, 전송한다.
특히, 본 제17실시예에서는, 도 31에 나타내는 바와 같이, 대역폭(X)(-5dB의 대역폭)이 150MHz 이상의 매우 넓은 주파수대역을 실현한다. 이것은, 급전회로(16)를 서로 높은 결합도로써 자기결합하는 인덕턴스 소자(L1, L2)를 포함하는 복수의 LC공진회로로 구성한 것에 기인한다. 또, 무선IC칩(5)의 후단에 커패시턴스 소자(C1a, C1b)가 삽입되어 있기 때문에, 내서지성능이 향상한다.
(제18실시예, 도 32∼도 34 참조)
제18실시예인 무선IC디바이스(1r)는, 도 32에 등가회로로서 나타내는 바와 같이, 급전회로(16)가 서로 높은 결합도로써 자기결합하는 인덕턴스 소자(L1, L2)를 구비하고 있다. 인덕턴스 소자(L1)는 무선IC칩(5)에 마련한 인덕턴스 소자(L5)와 자기결합하고, 인덕턴스 소자(L2)는 커패시턴스 소자(C2)와 LC직렬공진회로를 형성하고 있다. 또, 커패시턴스 소자(C1)는 방사판(20)과 용량결합하고, 커패시턴스 소자(C1, C2)의 사이에 또 하나의 커패시턴스 소자(C3)가 삽입되어 있다.
급전회로기판(10)은, 상세하게는 도 33에 나타내는 바와 같이, 유전체로 이루어지는 세라믹 시트(91A∼91E)를 적층, 압착, 소성한 것으로서, 도체패턴(92a, 92b)과 비어홀 도체(93a, 93b, 94a, 94b)를 형성한 시트(91A), 커패시터 전극(95) 과 비어홀 도체(93c, 93d, 94c)를 형성한 시트(91B), 커패시터 전극(96)과 비어홀 도체(93c, 93d)를 형성한 시트(91C), 커패시터 전극(97)과 비어홀 도체(93c)를 형성한 시트(91D), 커패시터 전극(98)을 형성한 시트(91E)로 이루어진다.
이들 시트(91A∼91E)를 적층함으로써, 도체패턴(92a)으로 인덕턴스 소자(L1)가 형성되고, 도체패턴(92b)으로 인덕턴스 소자(L2)가 형성된다. 커패시터 전극(97, 98)으로 커패시턴스 소자(C1)가 형성되고, 인덕턴스 소자(L1)의 일단은 비어홀 도체(93a, 93c)를 통해서 커패시터 전극(98)에 접속되고, 타단은 비어홀 도체(93b, 93d)를 통해서 커패시터 전극(97)에 접속되어 있다. 커패시터 전극(95, 96)으로 커패시턴스 소자(C2)가 형성되고, 인덕턴스 소자(L2)의 일단은 비어홀 도체(94a, 94c)를 통해서 커패시터 전극(96)에 접속되고, 타단은 비어홀 도체(94b)를 통해서 커패시터 전극(95)에 접속되어 있다. 또한, 커패시터 전극(96, 97)으로 커패시턴스 소자(C3)가 형성된다.
또, 도 34에 나타내는 바와 같이, 무선IC칩(5)의 이면측에는 칩측 전극패턴으로서의 코일형상 전극패턴(99)이 마련되어, 상기 코일형상 전극패턴(99)으로 인덕턴스 소자(L5)가 형성되어 있다. 또한, 코일형상 전극패턴(99)의 표면에는 수지 등에 의한 보호막이 형성되어 있다. 이로 인해, 기판측 전극패턴인 코일형상 전극패턴으로 형성된 인덕턴스 소자(L1, L2)와 코일형상 전극패턴(99)이 자기결합한다.
본 제18실시예의 작용효과는 기본적으로 상기 제1실시예와 동일하다. 즉, 이 무선IC디바이스(1r)는, 도시하지 않는 리더 라이터로부터 방사되는 고주파신호(예를 들면, UHF주파수대)를 방사판(20)으로 수신하고, 방사판(20)과 용량결합 및 자 기결합하고 있는 급전회로(16)(인덕턴스 소자(L2)와 커패시턴스 소자(C2)로 이루어지는 LC직렬공진회로)를 공진시켜 소정의 주파수대의 수신신호만을 무선IC칩(5)에 공급한다. 한편, 이 수신신호로부터 소정의 에너지를 추출하여, 이 에너지를 구동원으로 하여 무선IC칩(5)에 메모리되어 있는 정보를, 급전회로(16)에 의해 소정의 주파수로 정합시킨 후, 용량결합 및 자계결합을 통해서 방사판(20)에 송신신호를 전달하고, 방사판(20)으로부터 리더 라이터로 송신, 전송한다. 급전회로(16)와 무선IC칩(5)은 인덕턴스 소자(L1, L5)에 의해 자기결합되어 전력, 송수신신호가 전송된다.
(제19실시예, 도 35 및 도 36 참조)
제19실시예인 무선IC디바이스(1s)는, 도 35에 등가회로로서 나타내는 바와 같이, 급전회로(16)가 서로 높은 결합도로써 자기결합하는 인덕턴스 소자(L1, L2, L3)를 구비하고 있다. 인덕턴스 소자(L1)는 무선IC칩(5)에 마련한 인덕턴스 소자(L5)와 자기결합하고, 인덕턴스 소자(L2)는 커패시턴스 소자(C1a, C1b)와 LC직렬공진회로를 형성하며, 인덕턴스 소자(L3)는 커패시턴스 소자(C2a, C2b)와 LC직렬공진회로를 형성하고 있다. 또한, 인덕턴스 소자(L1, L2, L3)는 각각 방사판(20)과 자기결합하고 있다.
급전회로기판(10)은, 상세하게는 도 36에 나타내는 바와 같이, 유전체로 이루어지는 세라믹 시트(101A∼101E)를 적층, 압착, 소성한 것으로서, 도체패턴(102a)과 비어홀 도체(103a, 103b)를 형성한 시트(101A), 커패시터 전극(104a, 104b)을 형성한 시트(101B), 커패시터 전극(105a, 105b)과 비어홀 도체(103c, 103d)를 형성한 시트(101C), 커패시터 전극(106a, 106b)과 비어홀 도체(103c, 103d, 103e, 103f)를 형성한 시트(101D), 도체패턴(102b, 102c)을 형성한 시트(101E)로 이루어진다. 즉, 인덕턴스 소자(L1)에 의한 자속이 인덕턴스 소자(L2, L3), 나아가서는 방사판(20)에 도달하도록 커패시턴스 소자를 구성하는 전극(104a, 105a, 106a)과 전극(104b, 105b, 106b)의 사이에 스페이스가 마련되어 있다.
이들 시트(101A∼101E)를 적층함으로써, 도체패턴(102a)으로 인덕턴스 소자(L1)가 형성되고, 도체패턴(102b)으로 인덕턴스 소자(L2)가 형성되며, 도체패턴(102c)으로 인덕턴스 소자(L3)가 형성된다. 커패시터 전극(104a, 105a)으로 커패시턴스 소자(C1a)가 형성되고, 커패시터 전극(104b, 105b)으로 커패시턴스 소자(C1b)가 형성된다. 또한, 커패시터 전극(105a, 106a)으로 용량 커패시턴스 소자(C2a)가 형성되고, 커패시터 전극(105b, 106b)으로 커패시턴스 소자(C2b)가 형성된다.
인덕턴스 소자(L1)의 일단은 비어홀 도체(103a)를 통해서 커패시터 전극(104a)에 접속되고, 타단은 비어홀 도체(103b)를 통해서 커패시터 전극(104b)에 접속되어 있다. 인덕턴스 소자(L2)의 일단은 비어홀 도체(103c)를 통해서 커패시터 전극(105a)에 접속되고, 타단은 비어홀 도체(103f)를 통해서 커패시터 전극(106b)에 접속되어 있다. 인덕턴스 소자(L3)의 일단은 비어홀 도체(103e)를 통해서 커패시터 전극(106a)에 접속되고, 타단은 비어홀 도체(103d)를 통해서 커패시터 전극(105b)에 접속되어 있다.
또한, 도 34에 나타낸 바와 같이, 무선IC칩(5)의 이면측에는 칩측 전극패턴 으로서의 코일형상 전극패턴(99)이 마련되어 상기 코일형상 전극패턴(99)으로 인덕턴스 소자(L5)가 형성되어 있다. 또한, 코일형상 전극패턴(99)의 표면에는 수지 등에 의한 보호막이 형성되어 있다. 이로 인해, 기판측 전극패턴인 코일형상 전극패턴으로 형성된 인덕턴스 소자(L1)와 코일형상 전극패턴(99)이 자기결합한다.
본 제19실시예의 작용효과는 기본적으로 상기 제17실시예와 동일하다. 즉, 이 무선IC디바이스(1s)는, 도시하지 않는 리더 라이터로부터 방사되는 고주파신호(예를 들면, UHF주파수대)를 방사판(20)으로 수신하고, 방사판(20)과 자기결합하고 있는 급전회로(16)(인덕턴스 소자(L2)와 커패시턴스 소자(C1a, C1b)로 이루어지는 LC직렬공진회로 및 인덕턴스 소자(L3)와 커패시턴스 소자(C2a, C2b)로 이루어지는 LC직렬공진회로)를 공진시켜 소정의 주파수대의 수신신호만을 무선IC칩(5)에 공급한다. 한편, 이 수신신호로부터 소정의 에너지를 추출하여, 이 에너지를 구동원으로 하여 무선IC칩(5)에 메모리되어 있는 정보를, 급전회로(16)에 의해 소정의 주파수로 정합시킨 후, 급전회로(16)의 인덕턴스 소자(L1, L2, L3)로부터 자계결합을 통해서 방사판(20)으로 송신신호를 전달하고, 방사판(20)으로부터 리더 라이터로 송신, 전송한다. 급전회로(16)와 무선IC칩(5)은 인덕턴스 소자(L1, L5)에 의해 자기결합되어, 전력, 송수신신호가 전송된다.
특히 본 제19실시예에서는, 급전회로(16)를 서로 자기결합하는 인덕턴스 소자(L2, L3)를 포함하는 복수의 LC공진회로로 구성했기 때문에 상기 제17실시예와 마찬가지로 주파수대역이 넓어진다.
(제20실시예, 도 37∼도 42 참조)
제20실시예인 무선IC디바이스(1t)는 급전회로기판(110)을 단층기판으로 구성한 것으로서, 그 등가회로는 도 3과 동일하다. 즉, 급전회로(16)는 인덕턴스 소자(L)의 양단에 커패시턴스 소자(C1, C2)가 접속된 LC직렬공진회로로 구성되어 있다. 급전회로기판(110)은 유전체로 이루어지는 세라믹 기판으로서, 도 37에 나타내는 바와 같이, 표면에는 커패시터 전극(111a, 11lb)이 형성되고, 이면에는 커패시터 전극(112a, 112b)과 도체패턴(113)이 형성되어 있다. 커패시터 전극(111a, 112a)으로 커패시턴스 소자(C1)가 형성되고, 커패시터 전극(11lb, 112b)으로 커패시터 소자(C2)가 형성된다.
본 제20실시예의 작용효과는 기본적으로 상기 제1실시예와 동일하다. 즉, 이 무선IC디바이스(1t)는, 도시하지 않는 리더 라이터로부터 방사되는 고주파신호(예를 들면, UHF주파수대)를 방사판(20)으로 수신하고, 방사판(20)과 자기결합하고 있는 급전회로(16)(인덕턴스 소자(L)와 커패시턴스 소자(C1, C2)로 이루어지는 LC직렬공진회로)를 공진시켜 소정의 주파수대의 수신신호만을 무선IC칩(5)에 공급한다. 한편, 이 수신신호로부터 소정의 에너지를 추출하여, 이 에너지를 구동원으로 하여 무선IC칩(5)에 메모리되어 있는 정보를, 급전회로(16)에 의해 소정의 주파수로 정합시킨 후, 급전회로(16)의 인덕턴스 소자(L)로부터 자계결합을 통해서 방사판(20)으로 송신신호를 전달하고, 방사판(20)으로부터 리더 라이터로 송신, 전송한다.
특히 본 제20실시예에 있어서는, 도 38 및 도 39에 나타내는 바와 같이, 인덕턴스 소자(L)는 무선IC칩(5)에 대하여 평면에서 봤을 때 부분적으로밖에 겹치지 않도록 배치되어 있다. 이로써, 인덕턴스 소자(L)에서 발생하는 자속의 대부분이 무선IC칩(5)에 차단되는 일이 없어 자속의 상승이 양호해진다.
또한, 본 제20실시예에 있어서는, 도 40에 나타내는 바와 같이, 무선IC칩(5)을 탑재한 급전회로기판(110)을 방사판(20, 20)에 의해 앞뒤로 끼워넣어도 된다. 급전회로(16)와 방사판(20, 20)의 자기결합 효율이 향상하여 이득이 개선된다.
방사판(20, 20)을 급전회로기판(110)의 표리면에 배치하는 형태로서는, 도 41에 나타내는 바와 같이, x축상에 일직선상으로 배치해도 되고, 혹은 도 42에 나타내는 바와 같이, x축, y축상에 배치해도 된다.
(제21실시예, 도 43 참조)
제21실시예인 무선IC디바이스(1u)는 인덕턴스 소자(L)를 미앤더형상 라인 전극패턴으로 형성한 것으로서, 그 등가회로는 도 3과 동일하다. 즉, 급전회로(16)는 인덕턴스 소자(L)의 양단에 커패시턴스 소자(C1, C2)가 접속된 LC직렬공진회로로 구성되어 있다. 급전회로기판(110)은 유전체로 이루어지는 세라믹 단층기판으로서, 도 43에 나타내는 바와 같이, 표면에는 커패시터 전극(121a, 12lb)이 형성되고, 이면에는 커패시터 전극(122a, 122b)과 미앤더형상의 도체패턴(123)이 형성되어 있다. 커패시터 전극(121a, 122a)으로 커패시턴스 소자(Cl)가 형성되고, 커패시터 전극(12lb, 122b)으로 커패시턴스 소자(C2)가 형성된다.
본 제21실시예의 작용효과는 기본적으로 상기 제1실시예와 동일하다. 즉, 이 무선IC디바이스(1u)는 도시하지 않는 리더 라이터로부터 방사되는 고주파신호(예를 들면, UHF주파수대)를 방사판(20)으로 수신하고, 방사판(20)과 자기결합하고 있는 급전회로(16)(인덕턴스 소자(L)와 커패시턴스 소자(Cl, C2)로 이루어지는 LC직렬공 진회로)를 공진시켜 소정의 주파수대의 수신신호만을 무선IC칩(5)에 공급한다. 한편 이 수신신호로부터 소정의 에너지를 추출하여, 이 에너지를 구동원으로 하여 무선IC칩(5)에 메모리되어 있는 정보를, 급전회로(16)에 의해 소정의 주파수로 정합시킨 후, 급전회로(16)의 인덕턴스 소자(L)로부터 자계결합을 통해서 방사판(20)에 송신신호를 전달하고, 방사판(20)으로부터 리더 라이터에 송신, 전송한다.
특히 본 제21실시예에 있어서는, 인덕턴스 소자(L)를 미앤더형상의 도체패턴(123)으로 구성하고 있기 때문에 고주파신호의 송수신에 효과적이다.
한편, 상기 제20실시예 및 본 제21실시예에 있어서는, 급전회로기판(110)을 다층기판으로 구성하는 것도 가능하다.
(제22실시예, 도 44 및 도 45 참조)
제22실시예인 무선IC디바이스(1v)는, 도 44에 등가회로로서 나타내는 바와 같이, 급전회로(16)가 서로 자기결합(부호 M으로 나타냄)하는 인덕턴스 소자(Ll, L2)를 구비하고, 인덕턴스 소자(Ll)는 일단이 커패시턴스 소자(Cl) 및 접속용 전극 (131a)을 통해서 무선IC칩(5)과 접속되는 동시에, 커패시턴스 소자(C2)를 통해서 인덕턴스 소자(L2)의 일단과 접속되어 있다. 또한, 인덕턴스 소자(Ll, L2)의 타단은 각각 접속용 전극(13lb)을 통해서 무선IC칩(5)과 접속되어 있다. 바꾸어 말하면, 급전회로(16)는 인덕턴스 소자(Ll)와 커패시턴스 소자(Cl)로 이루어지는 LC직렬공진회로와, 인덕턴스 소자(L2)와 커패시턴스 소자(C2)로 이루어지는 LC직렬공진회로를 포함하여 구성되어 있으며, 인덕턴스 소자(Ll, L2)의 쌍방이 방사판(20)과 자기적으로 결합하고 있다.
급전회로기판(10)은 도 45에 나타내는 바와 같이 구성되어 있다. 접속용 전극(131a)은 비어홀 도체(132a)를 통해서 커패시터 전극(133)과 접속되고, 커패시터 전극(133)은 커패시터 전극(134)과 대향해서 커패시턴스 소자(Cl)를 형성하고 있다. 나아가, 커패시터 전극(134)은 커패시터 전극(135)과 대향해서 커패시턴스 소자(C2)를 형성하고 있다. 접속용 전극(13lb)은 비어홀 도체(132b)를 통해서 두 갈래 형상으로 분기된 도체패턴(136a, 137a)과 접속되고, 도체패턴(136a)은 비어홀 도체(132c)를 통해서 도체패턴(136b)과 접속되며, 또한 비어홀 도체(132d)를 통해서 도체패턴(136c)과 접속되고, 또한 비어홀 도체(132e)를 통해서 도체패턴(136d)과 접속되며, 이 도체패턴(136d)은 비어홀 도체(132f)를 통해서 커패시터 전극(134)과 접속되어 있다.
한편, 도체패턴(137a)은 비어홀 도체(132g)를 통해서 도체패턴(137b)과 접속되고, 또한 비어홀 도체(132h)를 통해서 도체패턴(137c)과 접속되며, 나아가 비어홀 도체(132i)를 통해서 커패시터 전극(135)과 접속되어 있다. 도체패턴(136a, 136b, 136c)은 인덕턴스 소자(Ll)를 구성하고, 도체패턴(137a, 137b, 137c)은 인덕턴스 소자(L2)를 구성하고 있다. 한편, 도 45에 있어서 유전체로 이루어지는 세라믹 시트는 도시를 생략하고 있다.
본 제22실시예의 작용효과는 기본적으로 상기 제1실시예와 동일하다. 즉, 이 무선IC디바이스(1v)는, 도시하지 않는 리더 라이터로부터 방사되는 고주파신호(예를 들면, UHF주파수대)를 방사판(20)으로 수신하고, 방사판(20)과 주로 자기적으로 결합하고 있는 급전회로(16)(인덕턴스 소자(Ll)와 커패시턴스 소자(Cl)로 이루어지 는 LC직렬공진회로 및 인덕턴스 소자(L2)와 커패시턴스 소자(C2)로 이루어지는 LC직렬공진회로)를 공진시켜 소정의 주파수대의 수신신호만을 무선IC칩(5)에 공급한다. 한편 이 수신신호로부터 소정의 에너지를 추출하여, 이 에너지를 구동원으로 하여 무선IC칩(5)에 메모리되어 있는 정보를, 급전회로(16)에 의해 소정의 주파수로 정합시킨 후, 급전회로(16)의 인덕턴스 소자(Ll, L2)로부터 자계결합을 통해서 방사판(20)에 송신신호를 전달하고, 방사판(20)으로부터 리더 라이터에 송신, 전송한다.
특히, 본 제22실시예에서는, 커패시터 전극(133, 134, 135) 및 인덕터 도체패턴(136a∼136c, 137a∼137c)은 방사판(20)에 대하여 평행하게 배치되어 있다. 그 때문에, 인덕터 도체패턴(136a∼136c, 137a∼137c)에 의해 형성되는 자계가 커패시터 전극(133, 134, 135)에 의해 차단되지 않고, 인덕터 도체패턴(136a∼136c, 137a∼137c)으로부터의 방사 특성이 향상한다.
(제23실시예, 도 46 참조)
제23실시예인 무선IC디바이스는, 도 44에 나타낸 등가회로를 갖는 급전회로(16)를 구비한 급전회로기판(10)으로 구성되어 있다. 이 급전회로기판(10)은 도 46에 나타내는 바와 같이, 도 45에 나타낸 급전회로기판(10)과 기본적으로 동일한 구성을 가지며, 나아가 인덕터 도체패턴(136a∼136c, 137a∼137c)에 의해 자계가 형성되는 부분에, 반사기(반사 패턴)(138) 및 도파기(도파 패턴)(139)를 마련한 것이다. 반사기(138)나 도파기(139)는 급전회로(16)에 의해부터 방사판(20)에의 방사특성이나 지향성을 용이하게 조정할 수 있어, 외부로부터의 전자기적인 영향을 최 대로 배제해서 공진특성의 안정화를 도모할 수 있다. 본 제23실시예의 작용효과는 상기 제22실시예와 동일하다.
(제24실시예, 도 47 및 도 48 참조)
제24실시예인 무선IC디바이스(1w)는, 급전회로(150)를 역F안테나 구성으로 형성한 분포 상수형 공진회로에 의해 형성한 것으로, 도 47에 나타내는 등가회로를 갖고 있다. 상세하게는, 도 48에 나타내는 바와 같이, 세라믹의 다층기판으로이루어지는 급전회로기판(140)은, 제1면(140a)에 마련한 높은측 전극(151)과 내장된 커패시터 전극(152)과 제2면(140b)에 마련한 낮은측 전극(153)을 구비하고 있다. 높은측 전극(151)은 방사판(20)과 자계결합 및 용량결합에 의해 전기적으로 접속되는 동시에, 급전 핀(154)으로 무선IC칩(5)의 높은측 단자에 접속되어 있다. 낮은측 전극(153)은 무선IC칩(5)의 낮은측 단자에 접속되고, 또한 단락 핀(155)을 통해서 높은측 전극(151)에 접속되어 있다. 커패시터 전극(152)은 높은측 전극(151)과 대향해서 용량을 형성하고, 단락 핀(156)을 통해서 낮은측 전극(153)에 접속되어 있다.
이 무선IC디바이스(1w)는, 도시하지 않는 리더 라이터로부터 방사되는 고주파신호를 방사판(20)으로 수신하고, 방사판(20)과 자계결합 및 용량결합하고 있는 급전회로(150)를 공진시켜 소정의 주파수의 수신신호만을 무선IC칩(5)에 공급한다. 한편 이 수신신호로부터 소정의 에너지를 추출하여, 이 에너지를 구동원으로 하여 무선IC칩(5)에 메모리되어 있는 정보를, 급전회로(150)에 의해 소정의 주파수로 정합시킨 후, 방사판(20)으로부터 리더 라이터에 송신, 전송한다.
(제25실시예, 도 49 및 도 50 참조)
제25실시예인 무선IC디바이스(1x)는, 급전회로(160)를 역F안테나 구성으로 형성한 분포 상수형 공진회로에 의해 형성한 것으로, 도 49에 나타내는 등가회로를 갖고 있다. 상세하게는, 도 50에 나타내는 바와 같이, 세라믹의 다층기판으로 이루어지는 급전회로기판(140)은 제1면(140a)에 마련한 높은측 전극(161)과 제2면(140b)에 마련한 낮은측 전극(162)을 구비하고 있다. 높은측 전극(161)은 방사판(20)과 자계결합 및 용량결합에 의해 전기적으로 접속되는 동시에, 급전 핀(163)으로 무선IC칩(5)의 높은측 단자에 접속되어 있다. 낮은측 전극(162)은 무선IC칩(5)의 낮은측 단자에 접속되고, 또한 단락 핀(164)을 통해서 높은측 전극(161)에 접속되어 있다.
이 무선IC디바이스(1x)는, 도시하지 않는 리더 라이터로부터 방사되는 고주파신호를 방사판(20)으로 수신하고, 방사판(20)과 자계결합 및 용량결합하고 있는 급전회로(160)를 공진시켜 소정의 주파수의 수신신호만을 무선IC칩(5)에 공급한다. 한편 이 수신신호로부터 소정의 에너지를 추출하여, 이 에너지를 구동원으로 하여 무선IC칩(5)에 메모리되어 있는 정보를, 급전회로(160)에 의해 소정의 주파수로 정합시킨 후, 방사판(20)으로부터 리더 라이터에 송신, 전송한다.
(제26실시예, 도 51 및 도 52 참조)
제26실시예인 무선IC디바이스(1y)는, 급전회로(170)를 역L안테나 구성으로 형성한 분포 상수형 공진회로에 의해 형성한 것으로, 도 51에 나타내는 등가회로를 갖고 있다. 상세하게는, 도 52에 나타내는 바와 같이, 세라믹의 다층기판으로이루어지는 급전회로기판(140)은 제1면(140a)에 마련한 높은측 전극(171)과 제2 면(140b)에 마련한 낮은측 전극(172)을 구비하고 있다. 높은측 전극(171)은 방사판(20)과 자계결합 및 용량결합에 의해 전기적으로 접속되는 동시에, 급전 핀(173)으로 무선IC칩(5)의 높은측 단자에 접속되어 있다. 낮은측 전극(172)은 무선IC칩(5)의 낮은측 단자에 접속되어 있다.
이 무선IC디바이스(1y)는, 도시하지 않는 리더 라이터로부터 방사되는 고주파신호를 방사판(20)으로 수신하고, 방사판(20)과 자계결합 및 용량결합하고 있는 급전회로(170)를 공진시켜 소정의 주파수의 수신신호만을 무선IC칩(5)에 공급한다. 한편 이 수신신호로부터 소정의 에너지를 추출하여, 이 에너지를 구동원으로 하여 무선IC칩(5)에 메모리되어 있는 정보를, 급전회로(170)에 의해 소정의 주파수로 정합시킨 후, 방사판(20)으로부터 리더 라이터에 송신, 전송한다.
(제27실시예, 도 53 및 도 54 참조)
제27실시예인 무선IC디바이스(1z)는, 급전회로(180)를 역L안테나 구성으로 형성한 분포 상수형 공진회로에 의해 형성한 것으로, 도 53에 나타내는 등가회로를 갖고 있다. 상세하게는, 도 54에 나타내는 바와 같이, 세라믹의 다층기판으로이루어지는 급전회로기판(140)은 제1면(140a)에 마련한 높은측 전극(181)과 내장된 커패시터 전극(182)과 제2면(140b)에 마련한 낮은측 전극(183)을 구비하고 있다. 높은측 전극(181)은 방사판(20)과 자계결합 및 용량결합에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 커패시터 전극(182)은 높은측 전극(181)과 대향해서 용량을 형성하고, 급전 핀(184)으로 무선IC칩(5)의 높은측 단자에 접속되어 있다. 낮은측 전극(183)은 무선IC칩(5)의 낮은측 단자에 접속되고, 또한 단락 핀(185)을 통해서 높은측 전 극(181)에 접속되어 있다.
이 무선IC디바이스(1z)는, 도시하지 않는 리더 라이터로부터 방사되는 고주파신호를 방사판(20)으로 수신하고, 방사판(20)과 자계결합 및 용량결합하고 있는 급전회로(180)을 공진시켜 소정의 주파수의 수신신호만을 무선IC칩(5)에 공급한다. 한편 이 수신신호로부터 소정의 에너지를 추출하여, 이 에너지를 구동원으로 하여 무선IC칩(5)에 메모리되어 있는 정보를, 급전회로(180)에 의해 소정의 주파수로 정합시킨 후, 방사판(20)으로부터 리더 라이터에 송신, 전송한다.
(제28실시예, 도 55 참조)
제28실시예인 무선IC디바이스(2a)는, 도 55에 나타내는 바와 같이, 무선IC칩(5)과 급전회로기판(10)을 리지드한 배선기판(8) 위에 탑재, 병렬 배치하고, 급전회로기판(10)을 접착제(18)로 방사판(20)에 점착한 것이다. 급전회로기판(10)은, 예를 들면 도 2에 나타낸 급전회로(16)를 내장한 것으로서, 무선IC칩(5)과는 배선기판(8) 위에 마련한 복수의 도체(9)에 의해 전기적으로 접속되어 있다.
이 무선IC디바이스(2a)에 있어서도, 급전회로(16)가 방사판(20)과 주로 자기적으로 결합하고, 상기 제1실시예와 동일한 작용을 발휘하며, 리더 라이터와 교신한다. 한편, 본 제28실시예에 있어서, 급전회로기판(10)으로서는 제1실시예에 나타낸 것 이외에 상기 각 실시예에 나타낸 것을 사용할 수 있다. 이 점은 이하에 설명하는 제29실시예에서도 마찬가지이다.
(제29실시예, 도 56 참조)
제29실시예인 무선IC디바이스(2b)는, 도 56에 나타내는 바와 같이, 상기 제 28실시예에 대하여 배선기판(8)에 하나 더 방사판(20)을 점착하고, 한 쌍의 방사판(20, 20)으로 무선IC칩(5), 급전회로기판(10) 및 배선기판(8)을 끼운 것이다. 그 작용은 제28실시예와 같은데, 특히 급전회로(16)와 방사판(20, 20)과의 자기결합 효율이 향상한다.
(제30실시예, 도 57 참조)
제30실시예인 무선IC디바이스(2c)는, 도 57에 나타내는 바와 같이, 수지필름(21)의 표면에 이중의 폐쇄 루프 형상으로 한 방사판(22)을 좌우 대칭 형상으로 마련하고, 상기 방사판(22)의 안쪽 루프의 중앙부에 무선IC칩(5)을 탑재한 급전회로기판(10)을 배치한 것이다.
본 제30실시예에 있어서, 급전회로기판(10)은 방사판(22)에 점착되지 않고 방사판(22)에 근접 배치되어 있다. 그리고, 방사판(22)은 루프 형상으로 되어 있기 때문에 방사판(22)의 직선적인 길이가 짧아진다. 이 구성에 있어서도, 급전회로기판(10)과 방사판(22)이 전자(電磁) 유도결합되어, 상기 각 실시예와 같이 신호의 주고받음이 행해져 리더 라이터와의 교신이 가능하다. 또한, 급전회로기판(10)은 방사판(22)의 거의 중심부에 배치하면 되는데, 그다지 위치 정밀도를 요구하지는 않는다.
(제31실시예, 도 58 참조)
제31실시예인 무선IC디바이스(2d)는, 도 58에 나타내는 바와 같이, 수지필름(21)의 표면에 미앤더형상과 루프 형상과 소용돌이 형상을 조합시킨 방사판(23)을 좌우 대칭 형상으로 마련하고, 상기 방사판(23)의 안쪽 루프의 중심부에 무선IC 칩(5)을 탑재한 급전회로기판(10)을 배치한 것이다.
본 제31실시예에 있어서도, 급전회로기판(10)은 방사판(23)에 점착되지 않고 방사판(23)에 근접 배치되어 있다. 그리고, 방사판(23)은 미앤더형상과 루프 형상과 소용돌이 형상을 조합시키고 있기 때문에, 방사판(23)의 직선적인 길이가 짧아진다. 이 구성에 있어서도, 급전회로기판(10)과 방사판(23)이 전자 유도결합되어, 상기 각 실시예와 같이 신호의 주고받음이 행해져 리더 라이터와의 교신이 가능하다. 또한, 상기 제30실시예와 마찬가지로, 급전회로기판(10)의 배치에 그다지 위치 정밀도를 요구하지는 않는다.
(그 외의 실시예)
또한, 본 발명에 따른 무선IC디바이스는 상기 실시예에 한정되는 것이 아니라 그 요지의 범위 내에서 여러 가지로 변경할 수 있다.
예를 들면, 급전회로기판의 내부구성의 세부, 방사판이나 필름의 세부형상은 임의이다. 또한, 무선IC칩을 급전회로기판 위에 접속하는데 솔더범프 이외의 처리를 이용해도 된다. 나아가, 급전회로기판은 반드시 리지드할 필요는 없으며, 유기수지재료(예를 들면, 폴리이미드나 액정 폴리머)에 의해 플렉시블한 기판으로 구성해도 된다.
이상과 같이, 본 발명은 무선IC디바이스에 유용하며, 특히 안정한 주파수특성을 갖는 점에서 뛰어나다.

Claims (32)

  1. 무선IC칩과,
    상기 무선IC칩과 접속되고, 소정의 공진주파수를 갖는 공진회로를 포함하는 급전회로를 마련한 급전회로기판과,
    상기 급전회로기판이 점착 또는 근접 배치되어 있고, 상기 급전회로로부터 공급된 송신신호를 방사하는, 및/또는 수신신호를 받아서 상기 급전회로에 공급하는 방사판을 구비한 것을 특징으로 하는 무선IC디바이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 무선IC칩과 상기 급전회로기판은, 배선기판 위에 병렬 배치되는 동시에, 상기 배선기판 위에 마련한 도체를 통해서 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 무선IC디바이스.
  3. 무선IC칩과,
    상기 무선IC칩을 탑재하고, 소정의 공진주파수를 갖는 공진회로를 포함하는 급전회로를 마련한 급전회로기판과,
    상기 급전회로기판이 점착 또는 근접 배치되어 있고, 상기 급전회로로부터 공급된 송신신호를 방사하는, 및/또는 수신신호를 받아서 상기 급전회로에 공급하는 방사판을 구비한 것을 특징으로 하는 무선IC디바이스.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방사판이 상기 급전회로기판의 표리면에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 무선IC디바이스.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공진회로는 분포 상수형 공진회로인 것을 특징으로 하는 무선IC디바이스.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공진회로는 콘덴서 패턴과 인덕터 패턴으로 구성된 집중 상수형 공진회로인 것을 특징으로 하는 무선IC디바이스.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 집중 상수형 공진회로는 LC직렬공진회로 또는 LC병렬공진회로인 것을 특징으로 하는 무선IC디바이스.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 집중 상수형 공진회로는 복수의 LC직렬공진회로 또는 복수의 LC병렬공진회로를 포함하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 무선IC디바이스.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 콘덴서 패턴은, 상기 무선IC칩의 후단이면서 상기 무선IC칩과 상기 인덕터 패턴과의 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 무선IC디바이스.
  10. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 콘덴서 패턴 및 상기 인덕터 패턴은, 상기 방사판에 대하여 평행하게 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 무선IC디바이스.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 인덕터 패턴에 의해 자계가 형성되는 부분에 반사기 및/또는 도파기가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 무선IC디바이스.
  12. 제6항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 급전회로기판은 복수의 유전체층 또는 자성체층을 적층하여 이루어지는 다층기판이며, 상기 콘덴서 패턴과 상기 인덕터 패턴은 상기 다층기판의 표면 및/또는 내부에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 무선IC디바이스.
  13. 제6항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 급전회로기판은 유전체 또는 자성체의 단층기판이며, 상기 콘덴서 패턴 및/또는 인덕터 패턴은 상기 단층기판의 표면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 무선IC디바이스.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 급전회로기판은 리지드한 기판이며, 상기 방사판은 플렉시블 금속막으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 무선IC디바이스.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 플렉시블 금속막은 플렉시블한 수지필름에 보유되어 있는 것을 특징으로 하는 무선IC디바이스.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방사판의 전기장은 상기 공진주파수의 반파장의 정수배인 것을 특징으로 하는 무선IC디바이스.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 무선IC칩에 칩측 전극패턴이 형성되어 있고, 또한 상기 급전회로기판에 제1기판측 전극패턴이 형성되어 있으며, 상기 무선IC칩과 상기 급전회로기판은 상기 칩측 전극패턴과 상기 제1기판측 전극패턴의 DC접속에 의해 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 무선IC디바이스.
  18. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 무선IC칩에 칩측 전극패턴이 형성되어 있고, 또한 상기 급전회로기판에 제1기판측 전극패턴이 형성되어 있으며, 상기 무선IC칩과 상기 급전회로기판은 상기 칩측 전극패턴과 상기 제1기판측 전극패턴의 사이의 용량결합에 의해 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 무선IC디바이스.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 칩측 전극패턴 및 상기 제1기판측 전극패턴은 각각 서로 평행한 평면전극패턴이며, 상기 무선IC칩과 상기 급전회로기판은 절연성 접착층을 통해서 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 무선IC디바이스.
  20. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 무선IC칩에 칩측 전극패턴이 형성되어 있고, 또한 상기 급전회로기판에 제1기판측 전극패턴이 형성되어 있으며, 상기 무선IC칩과 상기 급전회로기판은 상기 칩측 전극패턴과 상기 제1기판측 전극패턴의 사이의 자기결합에 의해 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 무선IC디바이스.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 칩측 전극패턴 및 상기 제1기판측 전극패턴은 각각 코일형상 전극패턴 이며, 상기 무선IC칩과 상기 급전회로기판은 절연성 접착층을 통해서 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 무선IC디바이스.
  22. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 급전회로기판에 제2기판측 전극패턴이 형성되어 있고, 상기 급전회로기판과 상기 방사판은 상기 제2기판측 전극패턴과 상기 방사판의 DC접속에 의해 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 무선IC디바이스.
  23. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 급전회로기판에 제2기판측 전극패턴이 형성되어 있고, 상기 급전회로기판과 상기 방사판은 상기 제2기판측 전극패턴과 상기 방사판의 사이의 용량결합에 의해 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 무선IC디바이스.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 제2기판측 전극패턴은 상기 방사판에 대하여 평행하게 배치된 평면전극패턴이며, 상기 급전회로기판과 상기 방사판은 절연성 접착층을 통해서 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 무선IC디바이스.
  25. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 급전회로기판에 제2기판측 전극패턴이 형성되어 있고, 상기 급전회로기 판과 상기 방사판은 상기 제2기판측 전극패턴과 상기 방사판의 사이의 자기결합에 의해 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 무선IC디바이스.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 제2기판측 전극패턴은 코일형상 전극패턴이며, 상기 급전회로기판과 상기 방사판은 절연성 접착층을 통해서 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 무선IC디바이스.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 코일형상 전극패턴은 그 권회축이 상기 방사판에 대하여 평행하게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 무선IC디바이스.
  28. 제26항에 있어서,
    상기 코일형상 전극패턴은 그 권회축이 상기 방사판에 대하여 수직으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 무선IC디바이스.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 코일형상 전극패턴은 그 권회축이 상기 방사판을 향하여 서서히 크게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 무선IC디바이스.
  30. 무선IC칩과,
    상기 무선IC칩과 접속되고, 소정의 공진주파수를 갖는 공진회로를 포함하는 급전회로를 마련한 급전회로기판을 구비한 것을 특징으로 하는 무선IC디바이스용 부품.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 무선IC칩과 상기 급전회로기판은, 배선기판 위에 병렬 배치되는 동시에, 상기 배선기판 위에 마련한 도체를 통해서 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 무선IC디바이스용 부품.
  32. 무선IC칩과,
    상기 무선IC칩을 탑재하고, 소정의 공진주파수를 갖는 공진회로를 포함하는 급전회로를 마련한 급전회로기판을 구비한 것을 특징으로 하는 무선IC디바이스용 부품.
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