无线ic器件的制作方法

专利名称：无线ic器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种使用无线IC器件、特别是利用了由电磁波以非接触方式进行通 信的RFID (Radio Frequency Identif ication，射频识别)系统的无线IC器件。
背景技术：
近年来，作为物品的管理系统，正在使用一种用产生感应电磁场的读写器、以及装 在物品上的存储有预定信息的RFID标签进行非接触通信，以对信息进行传递的RFID系统。专利文献1中揭示有设为了能分别与作为RFID所使用的频率的13. 56MHz、 950MHz、2. 45GHz相对应的RFID用天线。图1是表示适用了专利文献1的RFID用天线的非接触型IC标签的结构的图。如 图1所示，由树脂或纸等所形成的底座基材102上，形成有天线部111、112、113、以及连接盘 部103a、103b。天线部111呈由导电性材料所形成的线圈状。天线部112由相互之间具有 规定间隔地围绕天线部111而形成的两个L形导体112a、112b所形成。天线部113由具有 规定间隔而形成于天线部112外部的两个导体113a、113b所形成。连接盘部103a、103b与 天线部111 113相连接。该连接盘部103a、103b上装置有IC芯片101。专利文献1 日本专利特开2005-252853号公报

发明内容
然而，在采用如专利文献1所示结构的RFID天线中，由于需要在同一基板上配置 三个不同的天线，因此会导致天线的尺寸变大。另外，在将多个天线接近配置时，在使用一 个天线进行无线通信的情况下，会因其余天线的影响而导致通信被干扰，从而导致通信变 得不稳定。因而，本发明的目的在于，提供一种能使用多个RFID标签用频带的RF信号的、小 型且辐射特性优异的无线IC器件。为了解决上述问题，本发明采用如下结构。(1)包括辐射电极；与所述辐射电极导通或电磁场耦合而接收RFID标签用RF信号的第一无线IC ；以 及与所述辐射电极导通或电磁场耦合而收发RFID标签用RF信号的第二无线IC，第一无线IC具有对所述RF信号进行整流并向第二无线IC提供功率的单元。利用该结构，可以使用多个RFID标签用频带的RF信号来进行功率接收和通信，从 而能高效地进行通信。(2)所述第一无线IC和所述第二无线IC例如形成于同一个封装内。由此，可以减少安装成本。(3)所述第一无线IC接收第一频带的RF信号，所述第二无线IC接收第二频带的 RF信号，
所述辐射电极兼带收发第一频带的RF信号和第二频带的RF信号。由此可以整体实现小型化。(4)所述第一频带低于所述第二频带，所述辐射电极包含磁场辐射电极部，所述磁场辐射电极部具有高于所述第一频率的谐振频率，并以所述第一频带的RF信号起到作为 磁场辐射电极的作用。利用该结构，由于所述磁场辐射电极在第一频带下起到作为磁场天线的作用，并 在第二频带下起到作为电场天线的作用，而天线之间不会因互相干涉而使辐射特性劣化， 因此，可以构成辐射特性优异的无线IC器件。(5)所述磁场辐射电极部兼带收发第一频带的RF信号和第二频带的RF信号。利用该结构，由于无需分别设置第一频率的RFID标签用天线和第二频率的RFID 标签用天线，因此整体可以实现小型化。(6)设所述辐射电极部的谐振频率为低于所述第二频带的频率。利用该结构，可以使辐射电极在RFID标签用频率下起到作为等效的单独的辐射 电极的作用，从而提高作为RFID标签的辐射特性。(7)所述辐射电极由线路电极、以及在该线路电极的两端之间形成电容的电容电 极所形成。利用该结构，通过使线路电极部的电感L和电容电极部的电容C集中常数化，可以 降低第一 RFID标签用辐射电极的单位占有面积的谐振频率。反之，可以缩小单位规定谐振 频率的占有面积。因此整体可以实现小型化。而且，在第二 RFID标签用频率比第一 RFID 标签用频率高10倍以上的情况下，由于电容电极部在第二 RFID标签用频率下阻抗变得非 常小，因此，整个辐射电极在第二 RFID标签用频率下起到作为扩展为平面状的单独的辐射 电极的作用，可以进一步改善作为第二 RFID标签的辐射特性。(8)所述电容电极由隔着电介质层在厚度方向上相对的一侧电极和另一侧电极所 形成，所述线路电极具有围绕在所述电容电极周围的螺旋形状部，所述一侧电极与形成所 述螺旋形状部的线路电极的内周端导通，包括连接于形成所述螺旋形状部的线路电极的外 周端与所述另一侧电极之间的交叉线路电极。利用该结构，在第二 RFID标签用频率下，交叉线路电极部分的阻抗变小，线路电 极部可以被看成尽管成为螺旋形但仍用交叉线路电极部分等效地连接为一体，起到作为辐 射效率较高的辐射电极的作用。(9)所述线路电极具有电极被去除部分，安装所述第一无线IC，使其与所述电极 被去除部分的线路电极两端部耦合，安装所述第二无线IC，使其与所述交叉线路电极的所 述线路电极的外周端侧附近耦合。利用该结构，交叉电极部和电容电极部在RFID用频率下阻抗变得非常小，整个辐 射电极作为辐射电极的效率提高，从而可以改善RFID标签天线的辐射特性。(10)包括一对所述辐射电极，使所述第一无线IC、第二无线IC分别与一对所述辐 射电极导通或电磁场耦合。利用该结构，可以使一对辐射电极起到作为频率不同的两个第一 RFID标签用辐 射天线的作用，从而可以将其用作为例如HF频带的频率进一步不同的RFID标签。另外，安 装第二 RFID标签用无线IC，使一对辐射电极作为偶极子天线而相连接，从而可以因起到作为面积较大的RFID标签用辐射电极的作用而实现优异的辐射特性。(11)所述辐射电极还具有电场辐射电极部，所述电场辐射电极部与所述磁场辐射电极部成对，与所述磁场辐射电极部一起构成等效的偶极子天线，所述第二无线IC与所述 磁场辐射电极部及所述电场辐射电极部导通或磁场耦合。利用该结构，可以获得较高的辐射特性。(12)将所述电容电极配置于形成所述螺旋形状部的所述线路电极的内侧，将所述 电场辐射电极部配置于形成所述螺旋形状部的所述线路电极的外侧。由于利用该结构，辐射电极不会被螺旋形的线路电极部屏蔽，因此可以维持较高 的辐射特性。(13)设所述第一无线IC或第二无线IC为与所述辐射电极导通的无线IC芯片。利用该结构，可以使无线IC部分具有极小的结构，从而整体可以实现小型化和薄型化。(14)设所述第一无线IC或第二无线IC是由包括具有至少一个电感器的匹配电路 的供电电路基板、以及装载于该供电电路基板上表面而与所述匹配电路导通的无线IC芯 片所形成的电磁耦合模块。利用该结构，可以消除因无线IC的安装位置偏移而产生的特性变化，还能提高与 辐射电极的匹配性，从而提高天线效率。(15)还可以包括对由所述第一无线IC所输出的所述功率进行蓄电的电池或电容
ο由此，第一频带的RF信号的接收和第二频带的RF信号的收发不一定要同时进行。 艮口，可以分别在不同的时刻进行功率接收和通信。因此，可以独立地对利用第一频带的读写 器和利用第二频带的读写器进行设置。(16)在所述无需IC器件中，包括例如传感器，所述第一无线IC或所述第二无线 IC具有发送利用所述传感器所检测出的结果的单元。利用该结构，还可以收发传感器信息。根据本发明，可以使用多个RFID标签用频带的RF信号来进行功率接收和通信，从 而能高效地进行通信。另外，辐射电极在第一、第二 RFID用频率下分别起到作为辐射电极 的作用，由于无需单独设置第一频率的RFID标签用天线和第二频率的RFID标签用天线，因 此整体可以实现小型化。而且，由于上述辐射电极起到作为第一 RFID标签用磁场天线和第 二 RFID标签用电场天线的作用，天线之间不会因互相干涉而使辐射特性劣化，因此，可以 构成辐射特性优异的无线IC器件。


图1是表示专利文献1所示的RFID标签的结构的图。图2是实施方式1所涉及的无线IC器件的俯视图和剖视图。图3是用于对该无线IC器件作为RFID标签的作用效果进行说明的图。图4是实施方式2所涉及的无线IC器件的俯视图。图5是实施方式3所涉及的无线IC器件的俯视图和剖视图。图6是实施方式3所涉及的无线IC器件所使用的第一 RFID标签用电磁耦合模块的剖视图。 图7是实施方式3所涉及的无线IC器件所使用的第二 RFID标签用电磁耦合模块 的剖视图。图8是实施方式4所涉及的无线IC器件的俯视图。图9是实施方式5所涉及的无线IC器件的俯视图。图10是实施方式6所涉及的无线IC器件的局部俯视图。图11是实施方式7所涉及的无线IC器件的俯视图。图12是实施方式8所涉及的无线IC器件的俯视图。图13是实施方式9所涉及的无线IC器件的俯视图。图14是实施方式10所涉及的无线IC器件的俯视图和RFID标签用无线IC的内 部结构图。图15㈧是实施方式11所涉及的无线IC器件111的俯视图。图15⑶是表示在 作为所述无线IC器件111的一个构成要素的基材21上形成有电极图案的状态的俯视图。 图15(C)是表示无线IC芯片62的内部结构的图。图16㈧是实施方式12所涉及的无线IC器件112的俯视图。图16⑶是表示无 线IC芯片63的内部结构的图。图17是实施方式13所涉及的无线IC器件113的俯视图。图18是实施方式14所涉及的无线IC器件114的俯视图。图19是实施方式15所涉及的无线IC器件115的俯视图。
具体实施例方式实施方式1图2是表示实施方式1所涉及的无线IC器件的结构的图。图2(A)是该无线IC 器件的俯视图，图2(B)是图2(A)中的a-b部分的剖视图。另外，图3是表示基材21上的 电极图案及其作用的图。该无线IC器件101在基材21上形成规定的各种电极，并装载有 由IC芯片所形成的RFID标签用无线IC31和RFID标签用无线IC51。在图2中，无线IC器件101是在由PET、PP等树脂薄片所形成的基材21上形成有 由铜或铝等导体所形成的所期望的电极图案的器件。具体而言，使用粘贴有铜箔或铝箔的 树脂薄片，对铜箔或铝箔进行蚀刻，从而形成图案。如图2所示，在基材21的上表面上形成螺旋形的线路电极部22以及与线路电极 部22的内周端相连接的一侧电极23。在基材21的下表面(反面)上，在与一侧电极23 相对的位置上形成有另一侧电极24，并且形成有交叉线路电极25，该交叉线路电极25与盘 旋中的线路电极部22交叉，在所述另一侧电极24和与线路电极部22的外周端相对的位置 (正反连接部26的位置)之间进行桥式连接。利用正反连接部26使上述交叉线路电极25的端部与线路电极部22的外周端之 间电导通。在线路电极部22的中途插入有第一 RFID标签用无线IC51进行安装。另外，在基材21的上表面上还形成有直线状的电场辐射电极部33。而且，安装有 第二 RFID标签用无线IC31，使端子电极分别与电场辐射电极部33的一个端部附近和正反连接部26相对而相连接。图2所示的无线IC器件101起到作为第一频带(例如13. 56MHz的HF频带)的 RFID标签、以及第二频带(例如900MHz带的UHF频带)的RFID标签的作用。作为HF频带 的RFID标签的作用如下。线路电极部22以从其螺旋形的外周端到内周端为止的部分起到作为环(螺旋) 状磁场辐射电极的作用，并且起到作为电感器的作用，夹着基材21相对的一侧电极23与另 一侧电极24起到作为电容器的作用。由该线路电极部22、电容电极部的电极23、24、以及 交叉线路电极25形成磁场辐射电极部20。由该磁场辐射电极部20的电感L和电容C形 成LC谐振电路。将该谐振频率设定为高于第一 RFID标签用的频率。因此，磁场辐射电极 部20在低于其谐振频率的低频侧被使用，即，以感应型(磁场型)工作，在第一 RFID标签 用的频率下起到作为磁场辐射电极的作用。图3 (A)表示安装第一 RFID标签用无线IC51和第二 RFID标签用无线IC31前的 状态。在图3(A)中，B部是第一 RFID标签用无线IC51的安装部，该第一 RFID标签用无线 IC51安装于上述线路电极部22的电极被去除部分。第一 RFID标签用无线IC51以产生于上述线路电极部22的电极被去除部分的两 端之间的电压为电源而动作，同时使连接于上述线路电极部22的电极被去除部分的两端 之间的阻抗变化(调制)，从而对来自读写器的询问进行响应。此外，由于第二 RFID标签用无线IC31和电场辐射电极部33存在于上述LC谐振 电路的闭合电路的外部，因此它们不会对第一 RFID标签造成影响。接着参照图3对第二 RFID标签的作用进行说明。图3 (A)表示安装第二 RFID标签用无线IC31和第一 RFID标签用无线IC51前的 状态。交叉线路电极25、以及经由基材21与交叉线路电极25交叉的线路电极部22之间 (A部)产生电容，但在第二频带下该电容所导致的阻抗非常低。另外，关于一侧电极23与 另一侧电极24之间的电容，在RFID频带下其阻抗同样也非常低。此外，关于B部，若将其 端部彼此间的间隔变窄为ΙΟΟμπι，则可以降低阻抗。因此，在RFID标签的频带(例如作为 UHF频带900MHz)中，如图3(B)所示，线路电极部22、电容电极部的电极23、24、以及交叉线 路电极25起到作为连续的一个辐射电极(电场辐射电极)20的作用。该连续的一个辐射电极20的谐振频率为低于第二频带的频率。因此，该连续的一 个辐射电极20在第二频带下起到作为电场辐射电极的作用。而且，连续的一个辐射电极20 与电场辐射电极部33起到作为偶极子天线的作用。设上述电场辐射电极部33的长度在第二频带下大致等于1/4波长。同样，所述连 续的一个辐射电极20的线路长度也相当于第二频带下波长的1/4。但是，电场辐射电极部 33和所述连续的一个辐射电极20的长度、大小并不局限于1/4波长，只要是在第二频带下 起到作为辐射电极、特别是偶极子天线的辐射电极的作用的尺寸即可。在对上述第一频带和第二频带进行比较的情况下，两者的关系最好为第二频带比 第一频带高10倍以上。若具有这样的频率关系，则在该无线IC器件101作为第二 RFID标 签而工作时，如图3(B)所示的A部和B部的电容成为几pF左右，在UHF频带下成为几十Ω 左右的低阻抗，起到作为如图3(C)所示的单独的电极的作用，特性具有与偶极子天线相近 的方向性。
根据以上所示的结构，可以将第一 RFID标签用辐射电极和第二 RFID标签用辐射 电极合而为一。另外，由于无需在第一 RFID标签用辐射电极和第二 RFID标签用辐射电极 之间保持距离，因此可以减小面积。此外，由于没有了对例如UHF频带RFID标签的辐射进 行妨碍的、成为屏障的例如相当于HF频带RFID标签的器件，因此可以消除增益的降低。此外，电容电极部的一侧电极23和电容电极部的另一侧电极24并不局限于采用 夹着基材21相对的结构，也可以将一侧电极和另一侧电极配置于基材的一侧的表面，在一 侧电极和另一侧电极之间形成电介质层。实施方式2图4是实施方式2所涉及的无线IC器件的俯视图。在图2所示的例子中，沿螺旋 形的线路电极部22的一边和基材21的一边形成有电场辐射电极部33，但在图4所示的例 子中，使电场辐射电极部33的形状与其不同。在图4(A)的无线IC器件102A中，使电场辐 射电极部33a沿线路电极部22的一边和基材21的一边往返而成为折回形状。另外，在图4(B)的无线IC器件102B中，沿基材21的一边并且在远离磁场辐射电 极部20的方向上呈直线状地形成电场辐射电极部33b。此外，在图4(C)的无线IC器件102C中，沿基材21的两边呈L形地形成有电场辐 射电极部33c。关于图4，除上述以外的结构和作用与实施方式1的情况相同。在图4(A)所示的结构中，可以取得电场辐射电极部33a的等效线路长度(电长 度)而几乎不增加基材21的面积，从而可以相应地缩小获得RFID标签的必要的频率所需 要的基材21的面积。在图4(B)的结构中，由于磁场辐射电极部20与电场辐射电极部33b沿相互远离 的方向延伸，因此作为偶极子天线的辐射效率提高。因此可以提高RFID标签的灵敏度。另外，在图4(C)的结构中，由于有效地利用了基材21的面积，可以形成具有所需 要的线路长度(电长度)的电场辐射电极部33c，因此可以提高作为RFID标签的灵敏度，并 能实现整体尺寸的缩小化。实施方式3图5是实施方式3所涉及的无线IC器件的俯视图，图6是该无线IC器件104所 使用的第一 RFID标签用电磁耦合模块50的剖视图，图7是该无线IC器件103所使用的第 二 RFID标签用电磁耦合模块30的剖视图。第一 RFID标签用电磁耦合模块50由供电电路基板52和装载于其上部的无线IC 芯片54所形成。第二 RFID标签用电磁耦合模块30由供电电路基板32和装载于其上部的 无线IC芯片34所形成。在实施方式1、实施方式2中，将形成于无线IC51的两个连接端子 直接与磁场辐射电极部20的电极被去除部相连接，但在该图5所示的例子中，使第一 RFID 标签用电磁耦合模块50与磁场辐射电极部20电磁耦合。另外，在实施方式1、实施方式2 中，形成于无线IC31的两个连接端子分别直接与磁场辐射电极部20和电场辐射电极部33 相连接，但在该图5所示的例子中，使第二 RFID标签用电磁耦合模块30与磁场辐射电极部 20和电场辐射电极部33电磁耦合。如图6所示，供电电路基板52的内部分别形成有电容器电极14c、14d以及电感器 导体13c、13c、13e。在供电电路基板52的上表面上形成有分别与电感器导体13c、13d相连接的电极极板，无线IC芯片54的焊料凸点6c、6d分别与上述电极极板相接合。无线IC芯片54具有对焊料凸点6c、6d进行供电的电路。电感器导体13c、13d、 13e构成匹配电路，电容器电极14c、14d分别与线路电极部22的端部电容耦合。像这样，对 无线IC芯片54与环形天线之间进行阻抗匹配，并以几pF左右的电容使其电容耦合。由此， 可以消除因无线IC的安装位置偏移而产生的特性变化，还能提高与辐射电极的匹配性，从 而提高天线效率。另外，由于上述匹配电路在第一 RFID标签所使用的频率下进行匹配，因 此可以不受磁场辐射电极部20单独的谐振频率的影响地实现宽频带化。如图7所示，供电电路基板32的内部分别形成有电容器电极14aa、14ab、14ba、 14bb以及电感器导体13a、13b。在供电电路基板32的上表面上形成有分别与电容器电极 14aa、14ba相连接的电极极板，无线IC芯片34的焊料凸点6a、6b分别与上述电极极板相接合ο无线IC芯片34具有向焊料凸点6a供电的电路、以及向焊料凸点6b供电的电路。 因此，由电容器电极14aa-14ab之间的电容器、以及电感器导体13a的电感器所组成的LC 电路形成匹配电路。而且，电感器导体13a、13b分别与正反连接部26、电场辐射电极部33 磁耦合。像这样，对无线IC芯片34和偶极子天线之间进行阻抗匹配，并使其电磁场耦合。 由此，可以消除因无线IC的安装位置偏移而产生的特性变化，还能提高与辐射电极的匹配 性，从而提高天线效率。另外，由于上述匹配电路在第二 RFID标签所使用的频率下进行匹 配，因此可以不受磁场辐射电极部20及电场辐射电极部33的天线的谐振频率的影响地实 现宽频带化。在作为第一 RFID标签(HF频带RFID标签)动作时，存在于第二 RFID标签用电磁 耦合模块30与正反连接部26之间的几pF的电容变为IOkQ左右的高阻抗。因此，第二 RFID标签用电磁耦合模块30和电场辐射电极部33几乎不对第一 RFID标签(HF频带RFID 标签)的谐振频率造成影响。另一方面，在作为第二 RFID标签(UHF频带RFID标签)动作时，对第二 RFID标签 用电磁耦合模块30进行设计，以利用其与正反连接部26和电场辐射电极部33的几pF的 电容、和第二 RFID标签用电磁耦合模块30内部的匹配电路，取得无线IC芯片34、磁场辐射 电极部20、以及电场辐射电极部33的阻抗匹配。此外，在供电电路基板32中的LC电路中，还可以实质决定磁场辐射电极部20和 电场辐射电极部33所收发的信号的频率。像这样，通过使用电磁耦合模块30、50，可以将辐射电极变为各种形状而无需根据 频率对辐射电极的长度或电极间隔等进行设定，从而提高辐射特性的设计自由度。另外，由 于供电电路基板安装于能与辐射电极电磁场耦合的位置，因此可以缓和安装精度。实施方式4图8是实施方式4所涉及的无线IC器件的俯视图。该实施方式4所涉及的无线 IC器件104具有两个磁场辐射电极部20a、20b。在基材21的上表面上分别形成有两个螺旋形的线路电极部22a、22b、以及连接于 这两个线路电极部22a、22b的内周端的一侧电极23a、23b。另外，在基材21的下表面上，在 与一侧电极23a、23b相对的位置上分别形成有另一侧电极24a、24b，并且形成有交叉线路 电极25a、25b，该交叉线路电极25a、25b与线路电极部交叉，在所述另一侧电极24a、24b与正反连接部26a、26b之间进行桥式连接。而且，利用正反连接部26a、26b使交叉线路电极 25a、25b的端部分别与线路电极部22a、22b的外周端电导通。在线路电极部22a、22b的中途分别安装有第一 RFID标签用电磁耦合模块或无线 IC 芯片 50a、50b。由线路电极部22a、电极23a、24a、以及交叉线路电极25a所形成的磁场辐射电极 部20a起到作为第一 RFID标签用谐振电路的作用，由线路电极部22b、电极23b、24b、以及 交叉线路电极25b所形成的磁场辐射电极部20b起到作为另一个第一 RFID标签用谐振电 路的作用。此外，安装有第二 RFID标签用电磁耦合模块30，使连接端子分别与上述正反连接 部26a、26b相连接。由于这两个磁场辐射电极部20a、20b在第二频带下，与之前所述的各实施方式的 情况相同，在第二频带下起到作为电场辐射电极的作用，它们的长度、大小在第二频带下大 致相当于1/4波长，因此，最终形成偶极子天线与无线IC31相连接的结构。根据该结构，可以用作为频率互不相同的两个HF频带的RFID标签。另外，根据该结构，由于两个磁场辐射电极部20a、20b的对称性良好，因此作为第 二 RFID标签的辐射特性进一步变好。实施方式5图9是实施方式5所涉及的无线IC器件105的俯视图。在该例子中，从线路电极 部22的中途引出线路电极引出部28，使电磁耦合模块30的安装部的阻抗具有电感性(L 性)。即，从电磁耦合模块30的安装部来看，由于线路电极部22的一部分与线路电极引出 部28形成了环形，因此阻抗具有电感性而非电容性。从而，与电容性的电磁耦合模块30的阻抗匹配变得容易获得。实施方式6图10是实施方式6所涉及的无线IC器件的局部俯视图。在实施方式1 实施方 式5中的任何一个实施方式中，都采用了形成薄片状的基材，并将其粘贴于物品上等，从而 加以利用的结构，但本实施方式6所涉及的无线IC器件106采用形成例如移动通信系统的 终端装置(移动电话)的安装基板的结构。在图10中，在安装基板40的端部设置有不形成接地电极41的非接地区域42，该 非接地区域42的上表面形成有螺旋状的线路电极部22及从其内周端连续的一侧电极23。 在非接地区域42的下表面(反面)上，在与一侧电极23相对的位置上形成有另一侧电极 24，并且形成有交叉线路电极25，该交叉线路电极25与盘旋中的线路电极部22交叉，在所 述另一侧电极24和与线路电极部22的外周端相对的位置(正反连接部26的位置)之间 进行桥式连接。使用正反连接部26使交叉线路电极25的端部与线路电极部22的外周端 之间电导通。在线路电极部22的中途插入有第一 RFID标签用电磁耦合模块50进行安装。线 路电极部22及电极23、24起到作为第一 RFID标签用辐射电极的作用。安装有电磁耦合模块30，与正反连接部26和电极41分别耦合。由线路电极部22、 电极23、24、以及交叉线路电极25所形成的磁场辐射电极部20和接地电极41起到作为第 二RFID标签用辐射电极的作用。即，由于将无线IC31的一个端子电极与该磁场辐射电极部20相连接，将另一个端子电极与接地电极41相连接，因此整体起到作为单极天线的作用。
根据该结构，由于可以构成移动电话等的安装基板，并且不需要形成用于构成偶 极子天线的另一个辐射电极，因此可以缩小整体的占有面积。 此外，也可以在安装基板的非接地区域42的上表面上设置实施方式4、实施方式5 所示的无线IC器件。实施方式7图11是实施方式7所涉及的无线IC器件的俯视图。在实施方式1 实施方式6 中，都将电容电极部设置于呈螺旋状的线路电极部的内部，但在该图10所示的例子中，将 电容电极部配置于呈螺旋状的线路电极部的外部。即，在基材21的上表面上形成有螺旋状 的线路电极部22及从其外周端连续的一侧电极23，在基材21的下表面上，在与一侧电极 23相对的位置上形成有另一侧电极24，并且形成有延伸至该另一侧电极24以及与线路电 极部22的内周端相对的位置的交叉线路电极25。而且，使该交叉线路电极25的端部与线 路电极部22的内周端正反导通。根据该结构，由线路电极部22、电极23、24、以及交叉线路 电极25所形成的磁场辐射电极部20起到作为第一 RFID标签的谐振电路的作用。另外，在基材21的上表面上形成有电场辐射电极部33，安装有第二 RFID标签用电 磁耦合模块30，使端子电极分别与该电场辐射电极部33的端部和一侧电极23耦合。根据该结构，由于生成于线路电极部22与交叉线路电极25相对的位置上的电容、 以及生成于电极23、24的相对位置上的电容在RFID标签的频带下，都成为非常低的阻抗， 因此磁场辐射电极部20在RFID标签的频带下可以被看作为一个连续的电极，从而起到作 为辐射电极的作用。在这种情况下，由于也将无线IC安装于交叉线路电极25和电极23、24 的附近，因此，会提高作为相同的金属板状辐射电极的效果。实施方式8图12是实施方式8所涉及的无线IC器件的俯视图。在基材21的上表面上，形成 有整体为环状、且部分形成为蜿蜒状的磁场辐射电极部20。另外，在基材21的上表面上形 成有L形的电场辐射电极部33。上述磁场辐射电极部20的中途安装有第一 RFID标签用电磁耦合模块50。另外， 电场辐射电极部33的端部与磁场辐射电极部20的一部分之间安装有第二 RFID标签用电 磁耦合模块30。磁场辐射电极部20起到作为第一 RFID标签用环形天线的作用。在第二频 带下，由于磁场辐射电极部20成为等效相同的金属板状辐射电极，因此磁场辐射电极部20 和电场辐射电极部33起到作为第二 RFID标签用偶极子天线的作用。此外，由于采用了以同一平面状形成闭合环路，而非以螺旋状形成闭合环路的结 构，因此，可以只将磁场辐射电极部20构成于基材21的一面。实施方式9图13㈧是实施方式9所涉及的无线IC器件109的俯视图。图13⑶是表示在 作为所述无线IC器件109的一个构成要素的基材21上形成有电极图案的状态的俯视图。 无线IC器件109在基材21上装载有由IC芯片所形成的RFID标签用无线IC31、以及第一 无线IC芯片61。如图13所示，在基材21的上表面形成螺旋状的线路电极部22以及与线路电极部 22的内周端相连接的一侧电极23。在基材21的下表面(反面)上，在与一侧电极23相对的位置上形成有另一侧电极24，并且形成有交叉线路电极25，该交叉线路电极25与盘旋中 的线路电极部22交叉，在所述另一侧电极24和与线路电极部22的外周端相对的位置(正 反连接部26的位置)之间进行桥式连接。利用正反连接部26使上述交叉线路电极25的端部与线路电极部22的外周端之 间电导通。在线路电极部22的中途插入有第一无线IC芯片61进行安装。另外，在基材21的上表面上还形成有直线状的电场辐射电极部33。而且，安装有 第二 RFID标签用无线IC31，使端子电极分别与电场辐射电极部33的一个端部附近和正反 连接部26相连接。图13所示的无线IC器件109具有对第一频带(例如13. 56MHz的HF频带)的RF 信号进行功率接收的功能、以及对第二频带(例如300MHz频带或900MHz频带的UHF频带) 的RF信号进行收发的RFID标签的功能。线路电极部22以从其螺旋形的外周端到内周端为止的部分起到作为环(螺旋) 状磁场辐射电极的作用，并且起到作为电感器的作用，夹着基材21相对的一侧电极23与另 一侧电极24起到作为电容器的作用。由该线路电极部22、电容电极部的电极23、24、以及 交叉线路电极25形成磁场辐射电极部20。由该磁场辐射电极部20的电感L和电容形成 LC谐振电路。该磁场辐射电极部20起到作为对第一频带的RF信号进行接收(功率接收) 的天线的作用。第一无线IC芯片61对上述线路电极部22的电极被去除部分的两端之间所产生 的电压进行整流，将其功率经由供电线路35、36提供给RFID标签用无线IC31。第一无线 IC芯片61也可以是单纯的整流元件。RFID标签用无线IC31是用于使无线IC器件109具有作为RFID的功能的无线IC。 RFID标签用无线IC31将施加于所述供电线路35、36之间的电压作为电源而动作。这样， 通过从第一无线IC芯片61接收功率，还可以利用第一频带，使无线IC器件109具有作为 RFID的功能。另外，通过从第一无线IC芯片61接收功率，并且第二无线IC芯片31自身从 电磁场接收功率，还可以利用第一频带、第二频带这两个频带，使无线IC器件109具有作为 RFID标签的功能。RFID标签用无线IC31将磁场辐射电极部20和电场辐射电极部33用作 为偶极子天线，对第二频率的RF信号进行收发。磁场辐射电极部20和电场辐射电极部33在第二频带下起到作为偶极子天线的作 用的原理与之前实施方式1中所述相同。此外，在上述例子中，将所述第一无线IC芯片61直接与线路电极部22相连接，但 也可以构成如图5所示的电磁耦合模块50那样的电磁耦合模块，并对其进行配置。另外， 关于第二 RF标签用无线IC31，同样也可以采用电磁耦合模块。但是，以直流方式使电源电 压的供应导通。由于通过这样可以在频率较低的第一频带下接收较大的功率，因此可以高效地使 无线IC器件109具有作为RFID标签的功能。实施方式10图14是实施方式10所涉及的无线IC器件110的俯视图。与如实施方式9中图 13 (A)所示的无线IC器件109不同，电容器71并联连接于供电线路35、36之间。因此，电容器71对由第一无线IC芯片61进行了整流的功率进行平滑，并进行蓄电。即使由磁场辐 射电极部20所激励的功率变小，从第一无线IC芯片61输出的功率降低，也能利用电容器 71的蓄电作用，向RFID标签用无线IC31提供稳定的电源电压。电容器71的电容根据在磁 场辐射电极部20不接收第一频带的RF信号的状态下RFID标签用无线IC31所需要的动作 时间来决定。此外，也可以设置可充电的电池来代替所述电容器71。根据该实施方式10所涉及的无线IC器件110，由于可以利用在第一频带下所蓄积 的功率对第二频带的信号进行收发，因此，不必同时进行第一频带(HF频带)的RF信号的 接收和第二频带(UHF频带)的RF信号的收发就可以在第二频带下进行信号收发。因此， 可以独立地对利用第一频带的读写器和利用第二频带的读写器进行设置。另外，由于分别 在不同的时刻对第一频带的RF信号和第二频带的RF信号进行发送，因此，不需要使第一频 带的发送时刻与第二频带的发送时刻一致，从而使控制变得简单。实施方式11图15㈧是实施方式11所涉及的无线IC器件111的俯视图。图15⑶是表示在 作为所述无线IC器件111的一个构成要素的基材21上形成有电极图案的状态的俯视图。在图13所示的例子中，RFID标签用无线IC31和第一无线IC芯片61分开装载于 基材21上，但在图15所示的例子中，搭载有单独的无线IC芯片62。该无线IC芯片62是 具有RFID标签用无线IC31的功能和第一无线IC芯片61的功能的单芯片的无线IC芯片。图15(C)是表示无线IC芯片62的内部结构的图。在无线IC芯片62中，包括与 所述RFID标签用无线IC31相同的功能部31B、以及与所述第一无线IC芯片61相同的功能 部61B。连接端口 P11、P12插入线路电极部22的中途而链接。端口 P21与连接于正反连 接部26的线路相连接，端口 P22与连接于电场辐射电极部33的线路相连接。所述两个功能部可以构成单独的半导体芯片，也可以分别由不同芯片所构成而容 纳于单独的封装内。实施方式12图16㈧是实施方式12所涉及的无线IC器件112的俯视图。该无线IC器件112 包括无线IC芯片63和传感器芯片81。传感器芯片例如是用于检测温度的热敏电阻，无线 IC芯片63利用传感器芯片81对温度进行测量，将温度信息与RFID标签的固有信息一起发送。图16(B)是表示无线IC芯片63的内部结构的图。RFID标签用无线IC功能部31B 直接或间接地对连接于端口 P31、P32的所述传感器芯片81的电阻值进行检测，以对温度进 行测量。然后，RFID标签用无线IC功能部31B利用第二频带的RF信号发送RFID标签的 信息和所测量到的温度信息。此外，第一无线IC芯片功能部61B也可以直接或间接地对传感器芯片81的电阻 值进行检测，以对温度进行测量。另外，也可以利用第一频带的RF信号发送RFID标签的信 息、以及所测量到的温度信息。实施方式13图17是实施方式13所涉及的无线IC器件113的俯视图。在图13㈧所示的例 子中，将磁场辐射电极部20兼用作第二频带下的偶极子天线的单侧，但在图17所示的无线IC器件113中，设置有在第二频带下起到作为偶极子天线的作用的电场辐射电极部33和 37。像这样，独立于对第一频带的RF信号进行接收(功率接收)的磁场辐射电极部 20，设置有对第二频带的RF信号进行收发的电场辐射电极部33、37，从而可以独立地设置 第一频带的天线和第二频带的天线。实施方式14图18是实施方式14所涉及的无线IC器件114的俯视图。在图15㈧所示的例 子中，将磁场辐射电极部20兼用作第二频带下的偶极子天线的单侧，但在图18所示的无线 IC器件114中，设置有在第二频带下起到作为偶极子天线的作用的电场辐射电极部33和 37。无线IC芯片62与电场辐射电极部33、37之间的线路38、39起到作为连接于偶极 子天线根部的阻抗匹配用和谐振频率设定用的电感器的作用。像这样，独立于对第一频带的RF信号进行接收(功率接收)的磁场辐射电极部 20，设置有对第二频带的RF信号进行收发的电场辐射电极部33、37，从而可以独立地设置 第一频带的天线和第二频带的天线。实施方式15图19是实施方式15所涉及的无线IC器件115的俯视图。在图19所示的例子中， 电场辐射电极部91、92起到作为第一偶极子天线的作用，电场辐射电极部93、94起到作为 第二偶极子天线的作用。无线IC芯片62的结构与图15 (C)所示的结构相同，包括接收第一频带的RF信号 而获得功率的功能部、以及利用第二频带的RF信号进行收发而起到作为RFID标签的作用 的功能部。所述第一偶极子天线用于接收第二频带的RF信号，所述第二偶极子天线用于收 发第二频带的RF信号。也可以像这样，利用电场辐射电极部来构成两个天线中的任意一个。此外，在实施方式9 实施方式15中，都将第一频带的RF信号用作了功率接收， 但也可以相反地将第二频带的RF信号用作功率接收。另外，在实施方式9 实施方式15中，使第一频带与第二频带为不同的频带，但第 一频带与第二频带也可以是相同的频带。标号说明
6焊料凸点
13电感器导体
14电容器电极
20磁场辐射电极部
21基材
22线路电极部
23电容电极部的一
24电容电极部的另
25交叉线路电极
侧电极 一侧电极
26正反连接部28线路电极引出部30第二 RFID标签用电磁耦合模块31第二 RFID标签用无线IC32供电电路基板34无线IC芯片33、37电场辐射电极部35、36供电线路40安装基板41接地电极42非接地区域50第一 RFID标签用电磁耦合模块51第一 RFID标签用无线IC52供电电路基板54无线IC芯片61第一无线IC芯片62无线IC芯片71电容器81传感器芯片91、92、93、94电场辐射电极部101 115无线IC器件
权利要求
1.一种无线IC器件，其特征在于，包括 辐射电极；与所述辐射电极导通或电磁场耦合以接收RFID标签用的RF信号的第一无线IC;以及 与所述辐射电极导通或电磁场耦合以进行RFID标签用的RF信号的收发的第二无线IC,第一无线IC具有对所述RF信号进行整流并向第二无线IC提供功率的单元。
2.如权利要求1所述的无线IC器件，其特征在于， 所述第一无线IC和所述第二无线IC形成于同一个封装内。
3.如权利要求1或2所述的无线IC器件，其特征在于，所述第一无线IC接收第一频带的RF信号，所述第二无线IC收发第二频带的RF信号， 所述辐射电极兼顾接收第一频带的RF信号和收发第二频带的RF信号。
4.如权利要求3所述的无线IC器件，其特征在于，所述第一频带低于所述第二频带，所述辐射电极包含磁场辐射电极部，所述磁场辐射 电极部具有高于所述第一频率的谐振频率，并以所述第一频带的RF信号起到磁场辐射电 极的作用。
5.如权利要求4所述的无线IC器件，其特征在于，所述磁场辐射电极部兼顾接收第一频带的RF信号和收发第二频带的RF信号。
6.如权利要求3、4或5所述的无线IC器件，其特征在于， 使所述辐射电极部的谐振频率低于所述第二频带的频率。
7.如权利要求4至6中的任一项所述的无线IC器件，其特征在于，所述磁场辐射电极部包括线路电极、以及在该线路电极的两端之间形成电容的电容电极。
8.如权利要求7所述的无线IC器件，其特征在于，所述电容电极由隔着电介质层在厚度方向上相对的一侧电极和另一侧电极所形成，所 述线路电极具有围绕在所述电容电极周围的螺旋形状部，所述一侧电极与形成所述螺旋形 状部的线路电极的内周端导通，包括连接于形成所述螺旋形状部的线路电极的外周端与所 述另一侧电极之间的交叉线路电极。
9.如权利要求8所述的无线IC器件，其特征在于，所述线路电极具有电极被去除部分，安装所述第一无线IC以使其与所述电极被去除 部分的线路电极两端部耦合，安装所述第二无线IC以使其与所述交叉线路电极的所述线 路电极的外周端侧附近耦合。
10.如权利要求4至9中的任一项所述的无线IC器件，其特征在于，包括一对所述磁场辐射电极部，使所述第一无线IC、第二无线IC分别与一对所述磁场 辐射电极部导通或电磁场耦合。
11.如权利要求4至9中的任一项所述的无线IC器件，其特征在于，所述辐射电极还具有电场辐射电极部，所述电场辐射电极部与所述磁场辐射电极部成 对，与所述磁场辐射电极部一起构成等效的偶极子天线，所述第二无线IC与所述磁场辐射 电极部及所述电场辐射电极部导通或磁场耦合。
12.如权利要求11所述的无线IC器件，其特征在于，所述电场辐射电极部配置于成为所述螺旋形状部的所述线路电极的外侧。
13.如权利要求1至12中的任一项所述的无线IC器件，其特征在于， 所述第一无线IC或第二无线IC是与所述辐射电极导通的无线IC芯片。
14.如权利要求1至12中的任一项所述的无线IC器件，其特征在于，所述第一无线IC或第二无线IC是电磁耦合模块，该电磁耦合模块包括具有至少一个电感器的匹配电路的供电电路基板、以及装载于该供电电路基板上表面而与所述匹配电路 导通的无线IC芯片。
15.如权利要求1至14中的任一项所述的无线IC器件，其特征在于， 包括对由所述第一无线IC所输出的所述功率进行蓄电的电池或电容器。
16.如权利要求1至15中的任一项所述的无线IC器件，其特征在于， 包括传感器，所述第一无线IC或所述第二无线IC具有发送利用所述传感器所检测出的结果的单元。
全文摘要
本发明的目的在于，构成一种能在多个RFID标签用频带下使用、小型且辐射特性优异的无线IC器件。在薄片状的基材(21)的上表面上，分别形成有螺旋状的线路电极部(22)、以及从其内周端连续的电容电极部的一侧电极(23)，在基材(21)的下表面上，形成有与一侧电极(23)相对的另一侧电极(24)及交叉线路电极(25)。线路电极部(22)的中途安装有第一无线IC芯片(61)，并安装有第二RFID标签用无线IC(31)，使该第二RFID标签用无线IC(31)分别与正反连接部(26)和电场辐射电极部(33)的端部耦合。无线IC芯片(61)对第一频带的RF信号进行整流并输出功率，从而对第二RFID标签用无线IC(31)进行电源供给。
文档编号G06K19/07GK102084543SQ20098012589
公开日2011年6月1日 申请日期2009年7月3日 优先权日2008年7月4日
发明者池本伸郎 申请人:株式会社村田制作所