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CN101568934A - 无线ic器件 - Google Patents

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CN101568934A
CN101568934A CNA2008800012317A CN200880001231A CN101568934A CN 101568934 A CN101568934 A CN 101568934A CN A2008800012317 A CNA2008800012317 A CN A2008800012317A CN 200880001231 A CN200880001231 A CN 200880001231A CN 101568934 A CN101568934 A CN 101568934A
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China
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wireless
chip
power supply
supply circuit
circuit board
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CNA2008800012317A
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加藤登
道海雄也
池本伸部
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Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种无线IC器件，该无线IC器件能够防止静电导致的毁坏或动作故障、功能停止，即使降低元器件安装精度，也能动作IC器件。无线IC器件(10)包括：(a)发射板；(b)供电电路基板，该供电电路基板形成具有包含电感元件的谐振电路的供电电路，供电电路与发射板(11)进行电磁耦合；(c)配置在供电电路基板(22)上、具有连接用电极的无线IC芯片(24)。在供电电路基板(22)上形成安装电极。发射板收发的信号的频率实际上相当于谐振电路的谐振频率，无线IC芯片(24)与安装电极进行电磁耦合。

Description

无线IC器件
技术领域
本发明涉及无线IC器件，更详细而言涉及例如用于RF-ID(RadioFrequency Identification，射频识别)系统的非接触IC介质用模块等无线IC器件。
背景技术
以往，提出有一种包括无线IC芯片和发射板的无线IC器件。
例如专利文献1所披露的非接触IC介质用模块(RF-ID)如图7(a)的俯视图、以及沿着图7(a)的线A-A’剖切的剖视图即图7(b)所示，在绝缘基板106上形成环形天线102与一个电极101，另一电极103包括由具有绝缘皮膜的导电性金属线115形成的电容，LSI104与使用该电容和环形天线102的谐振电路连接。
专利文献1：日本专利特开2003-331246号公报
发明内容
该RF-ID是在LSI、谐振电路、环形天线都电连接的状态下使用的。因此，例如若对环形天线瞬间施加静电等较大的电压，则通过谐振电路该电压也会施加在LSI上。由于施加该较高的电压而导致LSI被毁坏，则LSI无法起到作为RF-ID的功能。
另外，为了使各元器件电连接，需要将所有的元器件高精度地安装在其安装电极上。因此，需要高精度的安装设备，RF-ID的成本提高。
并且，若元器件的安装精度变差，则RF-ID的模块特性也变差。
本发明鉴于该情形，提供一种无线IC器件，该无线IC器件能够防止静电导致的毁坏或动作故障、功能停止，即使降低元器件安装精度，也可以使其动作。
本发明为解决上述的问题而提供的无线IC器件如下。
无线IC器件包括：(a)发射板；(b)供电电路基板，该供电电路基板形成具有包含电感元件的谐振电路的供电电路，上述供电电路与上述发射板进行电磁耦合；(c)配置在上述供电电路基板上、具有连接用电极的无线IC芯片。在上述供电电路基板上形成安装电极。上述无线IC芯片与上述安装电极进行电磁耦合。上述发射板收发的信号的频率实际上相当于上述谐振电路的谐振频率。
在上述结构中，例如通过利用电容耦合将无线IC芯片与安装电极之间进行电磁耦合，在无线IC芯片与供电电路基板之间，可以进行信号的收发和供电。
根据上述结构，由于无线IC芯片与供电电路基板或发射板没有电连接，所以可以防止静电导致的无线IC芯片的毁坏或动作故障、功能停止。
另外，由于在供电电路基板上形成的安装电极与无线IC芯片进行电磁耦合，所以与无线IC芯片和供电电路基板电连接时相比，可以拓宽安装位置偏离的容许范围。
另外，由于在供电电路基板上形成的谐振电路与发射板进行电磁耦合，所以与供电电路基板和发射板电连接时相比，可以拓宽供电电路基板对发射板的安装位置偏离的容许范围。
发射板收发的信号的频率由供电电路基板内的谐振电路决定，实际上相当于供电电路基板的谐振电路的谐振频率。因此，由于发射板的形状或尺寸及供电电路基板与发射板的耦合状态等不会给信号的谐振频率带来实际上的影响，所以不必变更无线IC器件的谐振电路的设计等，可以与各种形状或者尺寸的发射板组合，另外即使供电电路基板与发射板的耦合状态变化，也可以使其起到作为无线IC器件的功能。
较为理想的是上述谐振电路还包括匹配电路。
此时，可以容易使无线IC器件与发射板的特性阻抗匹配。
较为理想的是无线IC器件还包括配置在上述供电电路基板与上述无线IC芯片之间的电介质。
此时，通过在供电电路基板的安装电极与无线IC芯片的端子电极之间配置电介质，在两电极间形成电容，利用该电容，无线IC芯片与发射板可以进行阻抗匹配。由于在供电电路基板内不必构成用于进行阻抗匹配的电容，所以可以实现供电电路基板的小型化、和由于削减层叠数量等导致的轻薄化。
另外，在将无线IC芯片安装在供电电路基板上时，也可以去掉填充在无线IC芯片与供电电路基板之间的间隙的底部填充树脂。
更为理想的是，上述电介质配置在上述供电电路基板的安装电极与上述无线IC芯片的上述连接用电极之间。
较为理想的是，上述电介质配置在上述无线IC芯片的外周，上述无线IC芯片被上述电介质覆盖。
此时，通过用电介质覆盖无线IC芯片，可以防止水分等浸入无线IC芯片。
较为理想的是，上述供电电路基板的配置有上述无线IC芯片的面、与上述发射板对置地配置，上述谐振电路与上述发射板进行电磁耦合。
此时，由于无线IC芯片被夹在发射板与供电电路基板之间，所以来自外部的冲击等通过发射板或者供电电路基板施加给无线IC芯片。由于来自外部的冲击等不会直接施加给无线IC芯片，所以可以防止无线IC芯片的损坏或动作故障。
较为理想的是，上述电介质的相对介电常数是300以上。
此时，无线IC芯片和供电电路基板的电极间的距离或电极的面积在实用的范围内，可以将无线IC芯片与供电电路基板之间的电容量设定在无线IC芯片与供电电路基板之间可以进行收发的规定值以上，这样容易制造无线IC器件。
较为理想的是，上述无线IC芯片的使用频率是300MHz以上。
由于静电的频率是200MHz以下，所以只要无线IC芯片的使用频率在300MHz以上，由于对无线IC器件不会流过静电导致的高频电流，所以无线IC器件不会被静电毁坏。
根据本发明，由于供电电路基板与无线IC芯片进行电磁耦合，所以能够防止静电导致的毁坏或动作故障、功能停止，即使降低元器件安装精度，也可以使其动作。
附图说明
图1(a)是无线IC器件的俯视图，图1(b)是其主要部分剖视图。(实施例1)
图2是电磁耦合模块的分解立体图。(实施例1)
图3是电磁耦合模块的等效电路图。(实施例1)
图4是无线IC器件的主要部分剖视图。(实施例2)
图5是无线IC器件的主要部分剖视图。(实施例3)
图6是无线IC器件的主要部分剖视图。(实施例4)
图7(a)是无线IC器件的俯视图，图7(b)是其剖视图。(已有例)
标号说明
10无线IC器件
11发射板
12基体材料
14、16发射电极图案
20、20a、20b、20c电磁耦合模块
22供电电路基板
22p、22q电感元件
24无线IC芯片
26、26a、26b、26c电介质
具体实施方式
下面，参照图1～图6说明作为本发明的实施方式的实施例。
<实施例1>
参照图1～图3说明实施例1的无线IC器件。图1(a)是无线IC器件10的俯视图。图1(b)是沿着图(a)的A-A线剖切的主要部分剖视图。
如图1所示，无线IC器件10在发射板11的基体材料12的一个主面即上表面12a，安装有包含供电电路基板22与无线IC芯片24的电磁耦合模块20。无线IC器件10在基体材料12的另一主面即下表面12b，形成发射电极图案14、16。另外，发射电极图案也可以在基体材料的与安装电磁耦合模块一侧的面相同的面形成。
无线IC器件10例如是将发射板11的基体材料12的下表面12b一侧粘贴在未图示的物品上来使用的。若基体材料12使用片材状树脂，则可以连续、高效地制造，还易于小型化，并且还可以容易粘贴在弯曲的物品的表面。
电磁耦合模块20如图1(b)所示，供电电路基板22与无线IC芯片24通过粘接剂等电介质26进行电磁耦合。
更详细而言，如图2的分解立体图所示，电磁耦合模块20的供电电路基板22与无线IC芯片24的、形成于供电电路基板22的安装电极22s与形成于无线IC芯片24的端子电极24s对置，位置对齐进行接合。此时，在供电电路基板22的安装电极22s、与无线IC芯片24的端子电极24s之间，夹着粘接剂等电介质26。
据此，如图3的等效电路图所示，在供电电路基板22的安装电极22s、与无线IC芯片24的端子电极24s之间，通过电介质26形成的电容进行连接。
例如，通过使用相对介电常数为300以上的粘接材料作为电介质26，在各自的面积为50μm×50μm的供电电路基板22的安装电极22s与无线IC芯片24的端子电极24s之间，可以形成5pF以上的电容量。
为了增大供电电路基板22的安装电极22s与无线IC芯片24的端子电极24s之间的电容量，只要：(a)减小电极22s、24s间的距离，也就是使电介质26变薄；(b)增大电极22s、24s的面积，即增大电介质26的涂布面积；(c)增大电介质26的相对介电常数即可。只要电介质26的相对介电常数在300以上，电极22s、24s间的距离或电极22s、24s的面积在实用的范围内，可以将电极22s、24s间的电容量设定在无线IC芯片24与供电电路基板22之间可以进行收发的规定值以上，这样容易制造无线IC器件10。
电磁耦合模块20是例如预先在供电电路基板22上安装无线IC芯片24后，例如使用粘接剂固定在发射板11上而成。
供电电路基板22内置供电电路，该供电电路包含具有规定的谐振频率的谐振电路。另外，本发明的规定的谐振频率表示电磁耦合模块20作为无线IC器件动作的动作频率。供电电路与电介质26一起与发射板11和无线IC芯片24的特性阻抗匹配。另外，发射板11将从供电电路基板22通过电磁耦合提供的发送信号向空中发射，并将接收的接收信号通过电磁耦合提供至供电电路。
发射板11收发的信号的频率由供电电路基板22内的谐振电路决定，实际上相当于供电电路基板22的谐振电路的谐振频率。因此，由于发射板11的形状或尺寸及供电电路基板22与发射板11的耦合状态等不会给信号的谐振频率带来实际上的影响，所以无线IC器件不必变更谐振电路的设计等，可以与各种形状或者尺寸的发射板11组合，另外即使供电电路基板22与发射板11的耦合状态变化，也可以使其起到作为无线IC器件的功能。
另外，将安装电极与无线IC芯片的端子电极之间的电容量作为供电电路内的谐振电路的一部分使用也没关系。据此，可以提高谐振电路的设计自由度。
对供电电路基板22例如使用多层基板或者柔性基板，如图3所示，形成包含电感元件22p、22q与电容元件的谐振电路，该电感元件22p、22q与发射板11的发射电极图案14、16的端子14a、16a(参照图1)进行电磁耦合。由于不必连接供电电路基板22与发射板11使其电连接，所以可以使用绝缘性的粘接剂，将电磁耦合模块20固定在发射板11上。
无线IC芯片24与供电电路基板22或发射板11没有电连接。因此，可以防止静电导致的无线IC芯片24的功能停止。另外，由于无线IC芯片24与供电电路基板22进行电磁耦合，所以与无线IC芯片24和供电电路基板22电连接时相比，可以拓宽安装位置偏离的容许范围。并且，由于供电电路基板22与发射板11进行电磁耦合，所以与供电电路基板22和发射板11电连接时相比，可以拓宽供电电路基板22对发射板11的安装位置偏离的容许范围。
电磁耦合模块也可以如以下的实施例2～4那样构成。
<实施例2>
在实施例2的无线IC器件中，电磁耦合模块20a如图4的主要部分剖视图所示那样构成。
即，电介质26a配置在供电电路基板22的配置有无线IC芯片24的一侧的整个面22a。电介质26a由于只是配置在供电电路基板22的安装电极22s与无线IC芯片24的端子电极24s之间的部分进行电容耦合，所以电介质26a也可以从电容耦合所需的部分露出。
电介质26a的面积从电极22s、24s(参照图2)的尺寸(例如50μm2)增大为无线IC芯片24的尺寸(例如1000μm2)以上，使得电介质26a的形成更为容易。
由于电介质26a配置在与供电电路基板22之间的整个空间，所以与实施例1那样在无线IC芯片24与供电电路基板22之间局部地配置电介质26时相比，可以强化无线IC芯片24与供电电路基板22的接合。
<实施例3>
在实施例3的无线IC器件中，电磁耦合模块20b如图5的主要部分剖视图所示那样构成。
即，在无线IC芯片24的外周配置铸模树脂等电介质26b，无线IC芯片24在被电介质26覆盖的状态下，安装在供电电路基板22上。通过用电介质26b覆盖无线IC芯片24，可以防止水分等浸入无线IC芯片24。
<实施例4>
在实施例4的无线IC器件中，电磁耦合模块20c如图6的主要部分剖视图所示那样构成。
即，电磁耦合模块20c与图5所示的实施例3的电磁耦合模块20b一样，在无线IC芯片24的外周配置铸模树脂等电介质26c，无线IC芯片24被电介质26c覆盖。
电磁耦合模块20c安装在发射板11的方向与实施例3不同。即，将供电电路基板22的安装有无线IC芯片24的面22a与发射板11对置地配置。
虽然发射板11与供电电路基板22彼此离开，但进行电磁耦合(只通过电场、只通过磁场、或者通过电场和磁场两者耦合)。例如是这样构成，即，供电电路基板22使用多层基板或柔性基板，在内部或者外部形成电感元件，该电感元件与发射板11产生的磁场进行耦合。
由于供电电路基板22的从无线IC芯片24露出的部分、与发射板11直接对置，所以若在该露出部分形成上述的电感元件的布线电极，则可以容易进行与发射板11的电磁耦合。
不过，由于无线IC芯片24是在硅基板等形成的电介质，电磁波可以通过，所以也可以在供电电路基板22的与无线IC芯片24重叠的部分形成电感元件。
由于无线IC芯片24被夹在发射板11与供电电路基板22之间，所以来自外部的冲击等通过发射板11、供电电路基板22及树脂26c施加给无线IC芯片24。由于来自外部的冲击等不会直接施加给无线IC芯片24，所以可以防止无线IC芯片24的损坏或动作故障。
<总结>
以上说明的无线IC器件，由于在发射板与供电电路基板之间、以及供电电路基板与无线IC芯片之间进行电磁耦合，彼此之间没有电连接，所以可以防止静电导致较高的电压施加给无线IC芯片，可以防止静电导致的毁坏或动作故障、功能停止。
另外，由于供电电路基板与无线IC芯片进行电磁耦合，所以与供电电路基板和无线IC芯片电连接时相比，可以拓宽无线IC芯片对供电电路基板的安装位置偏离的容许范围。另外，由于供电电路基板与发射板进行电磁耦合，所以与供电电路基板与发射板电连接时相比，可以拓宽安装位置偏离的容许范围。所以，即使降低元器件安装精度，也可以使无线IC器件动作。
另外，本发明不限于上述的实施方式，可以添加各种变更进行实施。
例如，供电电路基板的供电电路除了谐振电路，还可以包括匹配电路。此时，可以使无线IC器件与发射板的特性阻抗容易匹配。

Claims (8)

1.一种无线IC器件，其特征在于，包括：
发射板；
供电电路基板，该供电电路基板形成具有包含电感元件的谐振电路的供电电路，且所述供电电路与上述发射板进行电磁耦合；以及
配置在所述供电电路基板上且具有连接用电极的无线IC芯片，
在所述供电电路基板上形成安装电极，
所述无线IC芯片与所述安装电极进行电磁耦合，在所述发射板上所收发的信号的频率实际上相当于所述谐振电路的谐振频率。
2.如权利要求1所述的无线IC器件，其特征在于，所述谐振电路还包括匹配电路。
3.如权利要求1或2所述的无线IC器件，其特征在于，还包括配置在所述供电电路基板和所述无线IC芯片之间的电介质。
4.如权利要求3所述的无线IC器件，其特征在于，所述电介质配置在所述供电电路基板的安装电极与所述无线IC芯片的所述连接用电极之间。
5.如权利要求1至4中任一项所述的无线IC器件，其特征在于，所述电介质配置在所述无线IC芯片的外周，所述无线IC芯片用所述电介质覆盖。
6.如权利要求1至5中任一项所述的无线IC器件，其特征在于，所述供电电路基板的配置有所述无线IC芯片的面与所述发射板对置地配置，所述谐振电路与所述发射板进行电磁耦合。
7.如权利要求1至6中任一项所述的无线IC器件，其特征在于，所述电介质的相对介电常数在300以上。
8.如权利要求1至7中任一项所述的无线IC器件，其特征在于，所述无线IC芯片的使用频率在300MHz以上。
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