专利名称：无线ic器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线IC器件，特别涉及用于RFID(Radio Frequency Identification 射频标签)系统的无线IC器件。
背景技术：
近年来，作为物品的信息管理系统，一种RFID系统已实用化，该RFID系统使产生感应磁场的读写器、与贴在物品上的RFID标签(以下，也称为无线IC器件)以利用了电磁场的非接触方式进行通信，并传输预定信息。该RFID标签包括无线IC芯片以及天线(辐射体)，上述无线IC芯片存储预定的信息，处理预定的无线信号，上述天线(辐射体)进行高频信号的发送和接收，该RFID标签粘贴于成为管理对象的各种物品(或其包装材料)来使用。作为这种RFID标签，在专利文献1中记载有如下的RFID标签S卩，在绝缘薄膜上形成环形天线，将无线IC芯片安装于该环形天线，之后，将该绝缘薄膜与介质构件进行卷绕。然而，成为粘贴这种RFID标签的对象的物品的表面，具有各种形状。例如，要求 RFID标签也可粘贴至气瓶表面等弯曲面。对于专利文献1中所记载的RFID标签，若使用硅等材料作为介质构件，则也可粘贴于弯曲面。然而，若只单单利用原材料的柔性来粘贴至弯曲面，则在介质构件弯曲时，应力集中于介质构件和环形天线之间，环形天线可能会从介质构件剥落，或者可能会在介质构件产生裂纹。或可能在环形天线产生形变，通信特性发生变动而导致通信的可靠性降低。现有技术文献专利文献专利文献1 日本国专利特开2007-272^4号公报
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种无线IC器件，该无线IC器件即使是在安装于曲面的情况下，也不会发生主体和辐射体的剥落，且通信特性不易发生变动。本发明的实施方式1的无线IC器件包括介质主体，该介质主体具有上表面及下表面；辐射体，该辐射体设置于上述介质主体的表面；以及无线IC元件，该无线IC元件与上述辐射体的供电部相耦合，其特征在于，上述辐射体由具有柔性的金属图案形成，上述介质主体至少在表面形成有多个凹部，具有柔性。本发明的实施方式2的无线IC器件包括介质主体，该介质主体具有上表面及下表面；辐射体，该辐射体设置于上述介质主体的表面；以及
无线IC元件，该无线IC元件与上述辐射体的供电部相耦合，其特征在于，上述辐射体由具有柔性的金属图案形成，上述介质主体至少在表面形成有多个凹部，具有柔性，上述介质主体粘贴于金属体的表面。上述无线IC器件中，由于辐射体由具有柔性的金属图案形成，且介质主体因至少形成于其表面的多个凹部而具有柔性，因此，即使在安装于弯曲的物品(金属体)的表面的情况下，介质主体及辐射体将跟随弯曲面，从而避免在主体和辐射体之间的应力集中。由此，能够抑制因辐射体的剥落、辐射体的形变等而引起的通信特性的变动，不会损害通信的可靠性。另外，通过将无线IC器件安装于金属体，从而该金属体起到作为辐射元件的功能， 通信距离变长。根据本发明，即使在安装于曲面的情况下，也不会产生主体和辐射体的剥落，且能够抑制通信特性的变动。
图1表示实施例1的无线IC器件，(A)是表示介质主体的立体图，(B)是表示介质主体上接合有辐射体的状态的立体图，(C)是剖视图，(D)是表示将无线IC元件安装于辐射体后的状态的立体图。图2表示将实施例1的无线IC器件安装到物品的状态，(A)是表示安装前的状态的剖视图，(B)是表示安装后的状态的剖视图。图3的(A)、(B)、(C)都是表示形成于介质主体的切口的作用的说明图。图4表示实施例2的无线IC器件，(A)是表示介质主体的立体图，(B)是表示在介质主体上接合有辐射体的状态的立体图，(C)是剖视图。图5是表示实施例3的无线IC器件的剖视图。图6是表示介质主体的第一变形例的剖视图。图7是表示介质主体的第二变形例的剖视图。图8是表示介质主体的第三变形例的立体图。图9是表示介质主体的第四变形例的立体图。图10表示实施例4的无线IC器件，(A)是表示介质主体的立体图，(B)是表示在介质主体上接合有辐射体的状态的立体图，(C)是剖视图。图11是表示实施例5的无线IC器件的剖视图。图12是表示实施例6的无线IC器件的剖视图。图13是表示实施例7的无线IC器件的剖视图。图14是表示实施例8的无线IC器件的剖视图。图15是表示作为无线IC元件的无线IC芯片的立体图。图16是表示在供电电路基板上安装有作为无线IC元件的上述无线IC芯片的状态的立体图。图17是表示供电电路的一个例子的等效电路图。图18是表示上述供电电路基板的层叠结构的俯视图。附图标记
IOA IOH无线IC器件
20介质主体
20a、20b棱线部分
21切口(凹部)
22空洞部
25间隙
30金属图案(辐射体)
31、32、33 电极
45保护盖板
50无线IC元件
51无线IC芯片
65供电电路基板
66供电电路
具体实施例方式以下，参照
本发明的无线IC器件的实施例。此外，在各图中，对于共同的零部件、部分附加相同的标号，省略其重复的说明。(实施例1、参照图1及图2)实施例1的无线IC器件IOA用于UHF频带的通信，如图1所示，包括形成长方体形状的介质主体20、起到作为辐射体的功能的金属图案30、以及无线IC元件50。介质主体20由氟类树脂材料、尿烷类树脂材料等介质(也可以是具有绝缘性的磁性体)构成，在上表面、下表面、及侧面(图I(A)中的前侧和后侧)分别形成有多个切口 21。介质主体20可由其自身具有柔性的材料形成，在表面形成有沿短边方向(Y方向)延伸的切口 21，从而进一步增强在厚度(Z方向)方向上的柔性。金属图案30由具有柔性的铜箔或铝箔等导电性原材料构成，从介质主体20的上表面起覆盖侧面(图I(A)的左侧和右侧)及下表面而进行连续配置，包括上表面电极31、 侧面电极32、及下表面电极33。上表面电极31和下表面电极33利用未图示的粘接层(使用双面胶带)来与介质主体20的上表面及下表面相粘接。侧面电极32未与介质主体20 的侧面相粘接，形成有间隙25。在上表面电极31形成开口 34和切口 35，在切口 35的相对部分即供电部35a、35b 安装无线IC元件50。无线IC元件50处理高频信号，以下参照图15 图18说明其详细情况。无线IC元件50和供电部35a、35b的耦合是电磁场耦合或利用焊料凸点等的电学的直接耦合(DC连接)。采用以上结构的无线IC器件IOA将预定的高频信号从无线IC元件50传至供电部 35a、35b时，电流集中于开口 34的周围。该电流集中部分起到作为预定长度的环状磁场电极的功能，相对于供电部35a、3^具有预定的电位差。而且，环状磁场电极的预定的电位差传至上表面电极31，因上表面电极31与下表面电极33存在电位差，而上表面电极31作为贴片天线进行动作。由此，能够将由供电部35a、3^提供的信号的特上表面电极31性(例如，宽频带的频率特性)照原样从金属图案30传输至外部。在金属图案30接收到来自外部的高频的情况下，也同样在开口 ；34的周围感应出电流，从供电部35a、35b向无线IC元件 50供电。在这种情况下，环状磁场电极力图实现无线IC元件50和金属图案30的阻抗的匹配。来自金属图案30单体的电磁场辐射较弱，仅在较短距离内能够进行通信。如图2 所示，若将无线IC器件IOA隔着粘接材料层41粘贴至金属体40，则金属图案30 (下表面电极33)与金属体40进行电容耦合，从金属体40向其表面方向辐射出较强电磁场，可与位于较远位置的读写器进行通信。此外，形成于金属图案30和金属体40之间的电容也可以是无限大。换言之，也可使下表面电极33与金属体40直接进行电导通。在上述无线IC器件IOA中，由于辐射体由具有柔性的金属图案30形成，且介质主体20因具有多个切口 21而具有柔性，因此，即使是安装到弯曲的金属体40 (例如，气瓶) 的表面的情况下，该介质主体20及金属图案30也会跟随弯曲面，从而避免主体20和金属图案30之间的应力集中。由此，能够抑制因金属图案30的剥落、形变等引起的通信特性的变动，不会损害通信的可靠性。而且，因切口 21的存在，介质主体20能以较为理想的状态进行弯曲，并且因切口 21不仅形成于介质主体20的上表面及下表面，还形成于介质主体20的侧面，因此有助于提高介质主体20的柔性。将切口 21形成于面向介质主体20的长边方向的棱线部，也有助于提高介质主体20的柔性。而且，在本实施例1中，尽管金属图案30的上表面电极31及下表面电极33与介质主体20的上下表面相粘接，但是侧面电极32未与介质主体32相粘接，因此形成间隙25。 由此，在无线IC器件IOA粘贴在金属体40的弯曲的表面、而介质主体20弯曲时(参照图 2(B))，间隙25成为稍微挤压的状态。即，在介质主体20及金属图案30弯曲时，吸收作用于侧面电极32的拉伸力。此外，也可仅将上表面电极31或下表面电极33的任一方与介质主体20相粘接。将金属图案30的宽度尺寸形成得比介质主体20的宽度尺寸要小。换言之，将金属图案30与介质主体20的棱线部分20a、20b(参照图1(B))的内侧相接合(粘贴)。由此，金属图案30不易从侧面部剥落。(切口的其他作用，参照图3)另外，切口 21还具有固定介质主体20的弯曲的作用。即，如图3 (A)所示，在介质主体20弯曲时，粘接剂层41进入切口 21，两侧部分41a与切口 21固接。由此，有助于固定介质主体20的弯曲状态，即有助于保持形状。另外，如图3(B)所示，若切口 21是细长形状，则在介质主体20弯曲时(参照图 3(C))，进入切口 21的开口部的粘接剂层41固化，更易与介质主体20固接，能进一步有助于固定介质主体20的弯曲状态。(实施例2、参照图4)如图4所示，实施例2的无线IC器件IOB将起到作为辐射体的功能的金属图案30 的开口 ；34及切口 35配置于上表面电极31的中央部分，利用上表面电极31、一对侧面电极 32、及下表面电极33，配置成呈环状包围介质主体20。另外，形成于介质主体20的上表面的切口 21和形成于下表面的切口 21具有不同的深度。即，将下表面的切口 21形成得稍稍深于上表面的切口 21。在将该无线IC器件IOB粘贴到图2所示的金属体40的凸起的弯曲面的情况下，下表面的切口 21较深的介质主体 20较易弯曲。其它结构与上述实施例1相同，其作用效果也与实施例1中进行的说明相同。(实施例3、参照图5)如图5所示，实施例3的无线IC器件IOC基本上采用与上述实施例2相同的结构， 但在下表面电极33的中央部以横切下表面电极33的方式形成有切口 33a。金属图案30利用由切口 33a形成的电容元件进行电容耦合，起到作为环状辐射体的功能。另外，本实施例 3仅在介质20的下表面形成切口 21。其它结构与上述实施例1相同，其作用效果也与实施例1中进行的说明相同。(介质主体的变形例，参照图6 图9)介质主体20也可以是以下所示的形状或配置。例如，如图6所示，也可使形成于介质主体20的上表面的切口 21与形成于下表面的切口 21相互偏移来进行配置。如图7 所示，也可将切口 21形成如下即其深度从介质主体20的端部向着配置有供电部的中央部逐渐减小。另外，如图8所示，也可将切口 21形成为不仅沿Y方向延伸，还沿X方向延伸。 利用这些切口 21的形状、配置，介质主体20容易沿着金属体40的弯曲面而弯曲。另外，如图7所示，由于将切口 21形成为其深度向着配置有供电部的中央部而逐渐减小，因此能够缓和应力向无线IC元件50集中。或者，如图9所示，在俯视状态下，也可是椭圆状的切口 21。形成于介质主体20的凹部除了上述的切口 21之外，还可以采用例如连续的半球状的凹部和凸部、连续的波形形状等各种形状和结构。(实施例4、参照图10)如图10所示，实施例4的无线IC器件IOD将金属图案30粘贴至柔性树脂薄膜 28 (也可使用双面胶带)的表面，粘贴该薄膜观，使其从介质主体20的上表面卷绕至下表面。在这种情况下，也最好不将薄膜粘贴至介质主体20的侧面，以形成间隙25。在本实施例4中，其它结构与上述实施例1相同，其作用效果也与实施例1中进行的说明相同。特别是，在本实施例4中，如图10(B)所示，能够在将金属图案30卷绕至介质主体20之前的阶段就将无线IC元件50安装至金属图案30，这在制造I序上是有利的。此外，在实施例4中，也可以无需在金属图案30的上表面电极31形成开口 34、切口 35，而是将上表面电极31 —分为二，使分割部分作为供电部与无线IC元件50相耦合。(实施例5、参照图11)如图11所示，实施例5的无线IC器件IOE基本上采用与上述实施例4相同的结构，不同之处在于，形成侧面电极32，使其以圆弧形状与介质主体20的侧面相对，将间隙25 形成得更大。其它结构与上述实施例1相同，其作用效果也与实施例1中进行的说明相同。(实施例6、参照图12)如图12所示，实施例6的无线IC器件IOF在介质主体20的中央部分形成空洞部 22，且将金属图案30粘贴至柔性树脂薄膜四的背面，将安装于该金属图案30的无线IC元件50配置于空洞部22。利用切口 29a、33a分割柔性树脂薄膜四及下表面电极33，以切口 ^a、33a的一端为起点，另一端为终点，将薄膜四及金属图案30卷绕、粘贴于介质主体20。 此外，空洞部22可以是贯通孔，也可以是空腔。在本实施例6中，金属图案30利用由切口 33a形成的电容元件进行电容耦合，起到作为环状辐射体的功能。其它结构与上述实施例1相同，其作用效果也与实施例1中进行的说明相同。在实施例6中，通过将无线IC元件50配置于空洞部22，能够力图保护无线 IC元件50。最好空洞部22由下表面电极33封闭。(实施例7、参照图13)如图13所示，是实施例7的无线IC器件IOG的作为最好安装方式的第一例。该无线IC器件IOG包括覆盖介质主体20、金属图案30、及无线IC元件50的保护盖板45。保护盖板45利用粘接剂46来粘贴于金属体40，以覆盖粘接于金属体40的无线IC器件10G。在金属体40为气瓶等时，有时会将其放置于室外，或者有时也会野蛮处理。若假想有上述各种情况，则能够利用保护盖板45来有效地保护介质主体20、金属图案30不受周围的环境、冲击的影响。(实施例8、参照图14)如图14所示，是实施例8的无线IC器件IOH的作为最好安装方式的第二例。该无线IC器件IOH在上述实施例7示出的保护盖板45的背面配置有双面胶带47。双面胶带47是用于粘贴到金属体40的粘接单元，且能与保护盖板45 —起保护介质主体20和金属图案30。此外，双面胶带47也可以是薄膜，在这种情况下，可以另外通过粘接剂来粘接保护外壳45的背面和金属体40。(无线IC元件、参照图15 图18)下面，对无线IC元件50进行说明。对于无线IC元件50，可以是如图15所示，是对高频信号进行处理的无线IC芯片51，或也可以是如图16所示，包含无线IC芯片51和供电电路基板65，该供电电路基板65包含具有预定的谐振频率的谐振电路。图15所示的无线IC芯片51包括时钟电路、逻辑电路、存储器电路等，存储有所需要的信息。无线IC芯片51在其背面设置有输入输出用端子电极52、52、及安装用端子电极53、53。输入输出用端子电极52、52通过金属凸点等与上述各实施例示出的供电部35a、 3 进行电连接。此外，可以利用Au、焊锡等作为金属凸点的材料。如图16所示，在由无线IC芯片51和供电电路基板65构成无线IC元件50的情况下，能够在供电电路基板65中设置各种供电电路(包含谐振电路/匹配电路)。例如，可如图17中作为等效电路示出的那样，供电电路66包括具有互不相同的电感值、且互相以反相进行磁耦合(用互感M表示)的电感元件L1、L2。供电电路66具有预定的谐振频率，并力图将无线IC芯片51的阻抗和金属图案30的阻抗进行匹配。此外，无线IC芯片51和供电电路66可以进行电连接(DC连接)，也可通过电磁场进行耦合。供电电路66将具有由无线IC芯片51发送的预定的频率的高频信号传输至上述天线，且将所接收到的高频信号通过天线提供给无线IC芯片51。由于供电电路66具有预定的谐振频率，因此，容易实现阻抗匹配，能缩短阻抗的匹配电路、即作为环状的金属图案 30的电长度。接下来，说明供电电路基板65的结构。如图15及图16所示，无线IC芯片51的输入输出用端子电极52通过金属凸点等与形成于供电电路基板65上的供电端子电极142a、 142b相连接，安装用端子电极53通过金属凸点等与安装端子电极143a、14 相连接。供电电路基板65如图18所示，是将由介质或者磁性体制成的陶瓷片材141a 141h进行层叠、压接、烧成而成的。但是，构成供电电路基板65的绝缘层并不限于陶瓷片材，也可以是例如如液晶聚合物那样的热固化性树脂或热可塑性树脂之类的树脂片材。在最上层的片材141a中，形成有供电端子电极14h、142b、安装端子电极143a、143b、以及通孔导体IMa、144b、14^1、145b。通孔导体144a、14 利用供电端子电极14 相连接。通孔导体144b、l^b利用供电端子电极142b相连接。在第二层 第八层的片材141b 141h中， 分别形成有构成电感元件Li、L2的布线电极146a、146b，根据需要形成有通孔导体147a、 147b、148a、148b。通过层叠以上的片材141a 141h，布线电极146a通过通孔导体147a连接为螺旋状，形成电感元件Li，布线电极146b通过通孔导体147b连接为螺旋状，形成电感元件L2。 另外，在布线电极146a、146b的线间形成电容。片材141b上的布线电极146a的端部146a_l经由通孔导体14 与供电端子电极 14 相连接，片材141h上的布线电极146a的端部146a_2经由通孔导体148a、14 与供电端子电极14 相连接。片材141b上的布线电极14 的端部1妨b-Ι经由通孔导体144b 与供电端子电极142b相连接，片材141h上的布线电极146b的端部146b_2经由通孔导体 148b、144a与供电端子电极14 相连接。在以上的供电电路66中，由于电感元件Li、L2分别沿反方向卷绕，因此电感元件 L1、L2所产生的磁场互相抵消。由于磁场互相抵消，因此为了得到期望的电感值，需要将布线电极146a、146b延长一定程度。据此，由于Q值变低，因此谐振特性的陡峭性消失，在谐振频率附近会实现宽频带化。在俯视透视供电电路基板65时，电感元件Li、L2形成于左右不同的位置。另外， 由电感元件Li、L2所产生的磁场的方向分别相反。由此，在使供电电路66与天线相耦合时，能够在天线中激励出反向电流，在靠近的金属板中产生电流，由该电流产生的电位差能使该金属板作为辐射元件(天线)进行动作。通过在供电电路基板65中内置谐振/匹配电路，从而能够抑制因外部的物品的影响而引起的特性变动，能够防止通信质量的恶化。另外，若将构成无线IC元件50的无线IC 芯片51配置在供电电路基板65的厚度方向上的中央侧，则能够防止无线IC芯片51的损坏，能够提高作为无线IC元件50的机械强度。(其他实施例)此外，本发明的无线IC器件不限于所述实施例，可以在其要点范围内进行各种变更。特别是介质主体也不必一定是长方体形状，另外关于其材料，也可以是橡胶、合成橡胶、环氧树脂等热固化性树脂、聚酰亚胺等热可塑性树脂，或者若通过在表面形成凹部来具有所需的柔性，则介质主体也可以是LTCC等陶瓷，也可以形成多层。工业上的实用性如上所述，本发明可用于无线IC器件，特别是其优点在于，即使是在将该无线IC 器件安装于曲面的情况下，也不会发生主体和辐射体的剥落，且通信特性不易发生变动。
权利要求
1.一种无线IC器件，包括介质主体，该介质主体具有上表面及下表面；辐射体，该辐射体设置于所述介质主体的表面；以及无线IC元件，该无线IC元件与所述辐射体的供电部相耦合，其特征在于，所述辐射体由具有柔性的金属图案形成，所述介质主体至少在表面形成有多个凹部，具有柔性。
2.如权利要求1所述的无线IC器件，其特征在于， 所述辐射体与所述介质主体的棱线部分的内侧相接合。
3.如权利要求1或2所述的无线IC器件，其特征在于， 所述凹部面向所述介质主体的棱线部而形成。
4.如权利要求1至3的任一项所述的无线IC器件，其特征在于，所述辐射体从所述介质主体的上表面起覆盖侧面及下表面而连续配置， 所述辐射体与所述介质主体的上表面和/或下表面相粘接，未与侧面相粘接。
5.如权利要求1至4的任一项所述的无线IC器件，其特征在于， 所述辐射体设置于具有柔性的薄膜上。
6.如权利要求1至5的任一项所述的无线IC器件，其特征在于， 形成于所述介质主体的至少表面的多个凹部是切口。
7.如权利要求6所述的无线IC器件，其特征在于， 所述切口形成于所述介质主体的上表面和/或下表面。
8.如权利要求7所述的无线IC器件，其特征在于， 还将所述切口形成于所述介质主体的侧面。
9.如权利要求6至8的任一项所述的无线IC器件，其特征在于，形成于所述介质主体的上表面的切口与形成于下表面的切口的深度不同。
10.如权利要求6至9的任一项所述的无线IC器件，其特征在于，将形成于所述介质主体的上表面的切口与形成于下表面的切口相互偏移来进行配置。
11.如权利要求6至10的任一项所述的无线IC器件，其特征在于，形成所述切口，使得其深度从所述介质主体的端部向着所述供电部逐渐减小。
12.如权利要求1至11的任一项所述的无线IC器件，其特征在于， 包括覆盖所述介质主体、所述辐射体及所述无线IC元件的保护构件。
13.如权利要求1至12的任一项所述的无线IC器件，其特征在于， 所述无线IC元件是处理预定的无线信号的无线IC芯片。
14.如权利要求1至12的任一项所述的无线IC器件，其特征在于，所述无线IC元件包括无线IC芯片，该无线IC芯片处理预定的无线信号；以及供电电路基板，该供电电路基板包含具有预定的谐振频率的供电电路。
15.一种无线IC器件，包括介质主体，该介质主体具有上表面及下表面； 辐射体，该辐射体设置于所述介质主体的表面；以及无线IC元件，该无线IC元件与所述辐射体的供电部相耦合，其特征在于， 所述辐射体由具有柔性的金属图案形成，所述介质主体至少在表面形成有多个凹部，具有柔性，所述介质主体粘贴于金属体的表面。
16.如权利要求15所述的无线IC器件，其特征在于，所述介质主体、所述辐射体、及所述无线IC元件由保护构件覆盖。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种无线IC器件，该无线IC器件即使是在安装于曲面的情况下，也不会发生主体和辐射体的剥落，且通信特性不易发生变动。所述无线IC器件包括介质主体(20)，该介质主体(20)形成为长方体形状；金属图案(30)，该金属图案(30)设置于介质主体(20)的表面，起到作为辐射体的功能；以及无线IC元件(50)，该无线IC元件(50)与金属图案(30)的供电部(35a)、(35b)相耦合。在介质主体(20)的表面形成有多个切口(21)，具有柔性。
文档编号H01Q1/22GK102243723SQ20111013035
公开日2011年11月16日 申请日期2011年5月12日 优先权日2010年5月14日
发明者后藤良平, 山口贵弘, 池田和之, 甲斐下仁平, 道海雄也, 野野垣裕 申请人:株式会社村田制作所