專利名稱：高頻器件及無線ic器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高頻器件及無線IC器件，特別涉及用于RFID(fcidi0 Frequency Identification 射頻標(biāo)識)系統(tǒng)的高頻器件及無線IC器件。
背景技術(shù)：
近年來，作為物品的管理系統(tǒng)，正在開發(fā)一種使產(chǎn)生電磁波的讀寫器與貼在物品或容器等上的儲存預(yù)定信息的無線IC(稱作IC標(biāo)簽、無線IC芯片、高頻器件等)以非接觸方式進(jìn)行通信、從而對信息進(jìn)行傳輸?shù)腞FID系統(tǒng)。無線IC與天線(輻射板)相耦合，從而可與讀寫器進(jìn)行通信。這類無線IC 一般是利用非專利文獻(xiàn)1中記載的輥軋(roll-to-roll)制造的。然而，對于輥軋，非專利文獻(xiàn)1中也有記載，由于使用PET薄膜，因而會產(chǎn)生靜電，可能會導(dǎo)致無線IC被靜電破壞。另外，即使對于天線，也可能會因在其兩端部產(chǎn)生電位差而被靜電破壞。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)非專利文獻(xiàn)非專利文獻(xiàn)1 永井定夫[利用輥軋的RFID的安裝技術(shù)]，MATERIAL STAGE技術(shù)信息協(xié)會 VOL. 7，NO. 9 200
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠避免絕緣破壞的可靠性較高的高頻器件及無線IC器件。為了達(dá)到以上目的，本發(fā)明的實(shí)施方式1的高頻器件的特征在于，包括無線IC 以及基板，該基板與該無線IC相耦合并與輻射板電連接，在上述基板中配置有靜電應(yīng)對元件。本發(fā)明的實(shí)施方式2的無線IC器件的特征在于，包括無線IC、輻射板、以及基板，該基板與上述無線IC相耦合并與上述輻射板電連接，在上述基板中配置有靜電應(yīng)對元件。作為靜電應(yīng)對元件，能夠適用并聯(lián)連接在無線IC和輻射板之間的電感和/或串聯(lián)連接在無線IC和輻射板之間的電容。對于電感，最好其在靜電頻率下的阻抗比無線IC的阻抗要小。根據(jù)本發(fā)明，由于基板中具備靜電應(yīng)對元件，因此能夠防止無線IC和天線被制造工序中不可避免而生成的靜電所破壞。


圖1是表示高頻器件的實(shí)施方式1的等價電路圖。圖2是表示高頻器件的實(shí)施方式2的等價電路圖。
圖3是表示高頻器件的實(shí)施方式3的等價電路圖。圖4是表示頻率與電抗的關(guān)系的曲線圖。圖5是表示所述實(shí)施方式1的基板的第一例的說明圖。圖6是表示所述實(shí)施方式1的基板的第二例的說明圖。圖7是表示所述實(shí)施方式2的基板的一個例子的說明圖。圖8是表示所述實(shí)施方式3的基板的一個例子的說明圖。圖9是表示無線IC器件的實(shí)施方式1的立體圖。圖10是表示無線IC器件的實(shí)施方式2的立體圖。圖11是表示圖10所示的無線IC器件的主要部分的立體圖。附圖標(biāo)記10…無線IC芯片20(20A,20B,20C)基板31 35輻射板35a 端部35b環(huán)狀電極35c偶極電極L 電感C 電容
具體實(shí)施例方式以下，參照

本發(fā)明的高頻器件及無線IC器件的實(shí)施方式。另外，在各圖中，對于相同構(gòu)件、部分標(biāo)注共用的符號，省略重復(fù)的說明。(高頻器件的實(shí)施方式，參照圖1至圖4)本發(fā)明所涉及的高頻器件包括無線IC和基板，該基板與該無線IC相耦合并與輻射板電連接，上述基板中配置有靜電應(yīng)對元件。如眾所周知的那樣，無線IC包括時鐘電路、 邏輯電路、及存儲器電路等，存儲有所需要的信息，設(shè)有輸入端子電極和輸出端子電極。以下，說明高頻器件的實(shí)施方式1、實(shí)施方式2、及實(shí)施方式3。如圖1所示，實(shí)施方式1包括無線IC芯片10和基板20A，基板20A中內(nèi)置有作為靜電應(yīng)對元件的電感L。電感L并聯(lián)連接在無線IC芯片10的輸入輸出端子電極11、12與輻射板31、32之間。將電感L在靜電頻率(通常為200MHz以下)下的阻抗設(shè)定得比無線IC芯片10 的阻抗要小。因此，通過輻射板31、32進(jìn)入的靜電通過電感L，而不會進(jìn)入無線IC芯片10， 從而防止無線IC芯片10被靜電破壞。此外，電感L的特性也能表現(xiàn)如下。即，對于靜電頻率下電感L的感抗OQ產(chǎn)生的阻抗(ZJ，會比無線IC芯片10的容抗Og產(chǎn)生的阻抗(Zc)要小。另外，對于UHF頻帶中電感L的感抗Og產(chǎn)生的阻抗(ZJ，會比無線IC芯片10的容抗OQ產(chǎn)生的阻抗(Zc)要大。阻抗包含實(shí)部(R:電阻)和虛部》:電抗)。而且，無線IC芯片10具有電容(C) 分量。對于虛部，感抗(XJ產(chǎn)生的阻抗(ZJ是根據(jù)4= L決定的，因此如圖4所示，隨著頻率的增高而變大。另一方面，容抗(Xe)產(chǎn)生的阻抗( )是由1/ω C決定的，因此隨著頻率增高而減小。由此，在靜電頻帶中，感抗(XJ產(chǎn)生的阻抗(ZJ比容抗(Xc)產(chǎn)生的阻抗(Zc)要小，在UHF頻帶中，感抗OQ產(chǎn)生的阻抗(Z)比容抗OQ產(chǎn)生的阻抗(Zc)要大。此外，對于實(shí)部，由于無線IC芯片10在靜電頻率下不起動，因此在靜電頻帶中無線IC芯片10的電阻(Rc)為無限大。在UHF頻帶中，無線IC芯片10起動，具有10歐、20 歐等的電阻(Re)。對于電感L，在靜電頻率下具有數(shù)毫歐 數(shù)百毫歐的電阻( )，在UHF頻帶中具有數(shù)十毫歐 數(shù)歐的電阻αυ。其原因在于，集膚效應(yīng)會導(dǎo)致電阻ου隨著頻率的升高而增大，但電阻(RJ不會因頻帶而發(fā)生較大的變化。此外，在UHF頻帶中，如上所述， 電感L的感抗(X)產(chǎn)生的阻抗(ZJ與無線IC芯片10的容抗OQ產(chǎn)生的阻抗(Zc)相比足夠大。S卩，在靜電頻帶中，無線IC芯片10的阻抗比電感L的阻抗要大，因而信號通過電感L，防止無線IC芯片10被靜電破壞。另外，在UHF頻帶中，電感L的阻抗比無線IC芯片 10的阻抗要大，因而信號會通過無線IC芯片10。此外，電感L的實(shí)部必須有數(shù)十毫歐 數(shù)歐的理由是，若不是數(shù)十毫歐以上，則噪聲不能被轉(zhuǎn)換成熱從而被消耗，若不是數(shù)歐以下， 則傳導(dǎo)效率變低。在未配置有電感L的情況下，S卩，在未實(shí)施靜電應(yīng)對的情況下，無線IC芯片10的耐靜電電壓特性為300V。在將電感L的電感值設(shè)為120ηΗ的情況下，耐靜電電壓特性為 700V，在將電感L的電感值設(shè)為30ηΗ的情況下，可將耐靜電電壓特性提高至^00V。如圖2(A)所示，實(shí)施方式2包括無線IC芯片10和基板20B，基板20B中內(nèi)置有作為靜電應(yīng)對元件的兩個電容C。電感C串聯(lián)連接在無線IC芯片10的輸入輸出端子電極 11、12與輻射板31、32之間。另外，如圖2(B)所示，電容C也可由多個電極形成。而且，如圖2(C)所示，也可耦合電容Cl、C2。在這些高頻器件中，通過輻射板31、32進(jìn)入的靜電會被電容C、Cl、C2遮擋，而不會進(jìn)入無線IC芯片10，從而防止無線IC芯片10被靜電破壞。如圖3所示，實(shí)施方式3包括無線IC芯片10和基板20C，基板20C中內(nèi)置有作為靜電應(yīng)對元件的電感L及電容C。電感L并聯(lián)連接在無線IC芯片10的輸入輸出端子電極 11、12與輻射板31、32之間，電容C串聯(lián)連接在無線IC芯片10的輸入輸出端子電極11、12 與輻射板31、32之間。電感L及電容C的功能與上述實(shí)施方式1及實(shí)施方式2相同。然而，作為高頻器件的結(jié)構(gòu)，如圖1、圖2、及圖3所示那樣，可包括無線IC芯片10 和基板2(K20A、20B、20C)，或也可將無線IC的電路和基板20的電路(電感L或電容C)內(nèi)置于一塊基板，以構(gòu)成一體?；蛘?，除了無線IC芯片10和基板20以外，還可以配置有包括與RFID系統(tǒng)的使用頻率進(jìn)行諧振的諧振電路的供電電路基板。或者，還可將無線IC與供電電路基板構(gòu)成一體?；蛘?，還可將無線IC、靜電應(yīng)對元件、及供電電路配置于一塊基板，以構(gòu)成一體。如上述實(shí)施例1 實(shí)施例3所示，在輻射板31、32的端部與各基板20A、20B、及20C 相耦合的結(jié)構(gòu)中，信號的傳輸路徑為一個，能夠高效地將信號傳輸至無線IC芯片10，因此能夠較好地獲得防止靜電破壞的效果。另外，圖2、圖3等所示的左右一對電容C、C1、C2的電容值相同。通過讓左右一對電容C、Cl、C2的電容值相等，使得能夠保持無線IC芯片10 的平衡性。
(基板的具體例，參照圖5至圖8)以下，參照圖5 圖8說明上述實(shí)施方式1、2、及3中的基板20A、20B、及20C的具體例。如圖5所示，對于實(shí)施方式1的基板20A的第一例，層疊有多枚分別形成有電極的片材41a 41i，各片材是陶瓷制的或樹脂制的。陶瓷制的基板具有剛性。樹脂制的基板具有柔性，適用于利用輥軋的制法。片材41a中形成有電極42a 42d和通孔導(dǎo)體43。片材41b中形成有通孔導(dǎo)體 43。片材41c中形成有電極44a、44b和通孔導(dǎo)體43。片材41d 片材41g中分別形成有電極45 48和通孔導(dǎo)體43。片材41h中形成有通孔導(dǎo)體43。片材41i中形成有電極49和通孔導(dǎo)體43。通過層疊各片材41a 41i，從而各電極通過通孔導(dǎo)體43來相互電連接，由電極 45 48形成上述電感L。片材41a上的電極42a、42b分別與無線IC芯片10的輸入端子電極11及輸出端子電極12相連接。此外，片材41a上的電極42c、42d與無線IC芯片10 的安裝用端子電極(未圖示)相連接。片材41i示出基板20A的背面，其電極49與輻射板 31、32相連接。如圖6所示，對于實(shí)施方式1的基板20A的第二例，層疊有多枚分別形成有電極的片材51a 51i，各片材是陶瓷制的或樹脂制的。片材51a中形成有電極52a 52d和通孔導(dǎo)體53。片材51b中形成有電極Ma、 54b和通孔導(dǎo)體53。片材51c中形成有電極55a、5^和通孔導(dǎo)體53。片材51d 片材51g 中分別形成有電極56 59和通孔導(dǎo)體53。片材51h中形成有通孔導(dǎo)體53。片材51i中形成有電極60和通孔導(dǎo)體53。通過層疊各片材51a 51i，從而各電極通過通孔導(dǎo)體53來相互電連接，由電極 56 59形成上述電感L。片材51a上的電極52a、52b分別與無線IC芯片10的輸入端子電極11及輸出端子電極12相連接。此外，片材51a上的電極52c、52d與無線IC芯片10 的安裝用端子電極(未圖示)相連接。片材51i示出基板20A的背面，其電極60與輻射板 31、32相連接。實(shí)施方式2的基板20B的一個例子具有圖2(B)所示的等價電路，因此，如圖7所示，層疊有多枚分別形成有電極的片材61a 61e，各片材是陶瓷制的或樹脂制的。片材61a中形成有電極6 62d和通孔導(dǎo)體63。片材61b 61e中分別形成有電極64a 67a，64b 67b，和通孔導(dǎo)體63。通過層疊各片材61a 61e，從而各電極通過通孔導(dǎo)體63來相互電連接，在電極 64a 67a之間及電極64b 67b之間分別形成上述電容C。片材61a上的電極62a、62b 分別與無線IC芯片10的輸入端子電極11及輸出端子電極12相連接。此外，片材61a上的電極62c、62d與無線IC芯片10的安裝用端子電極(未圖示)相連接。形成于片材61e 的通孔導(dǎo)體63與輻射板31、32相連接。如圖8所示，實(shí)施方式3的基板20C的一個例子中層疊有片材71a 71k，各片材是陶瓷制的或樹脂制的片材71a中形成有電極72a 72d和通孔導(dǎo)體73。片材71b中形成有電極74a、 74b。片材71c中形成有電極75a、7^和通孔導(dǎo)體73。片材71d中形成有通孔導(dǎo)體73。片材7Ie中形成有電極76a、76b和通孔導(dǎo)體73。片材7If 片材71 i中分別形成有電極77 80和通孔導(dǎo)體73。片材71 j中形成有通孔導(dǎo)體73。片材71k中形成有電極81和通孔導(dǎo)體 73。通過層疊各片材71a 71k，從而各電極通過通孔導(dǎo)體73來相互電連接，在電極 74a,75a之間及電極74b、7^之間分別形成上述電容C，由電極77 80形成上述電感L。 片材71a上的電極72a、72b分別與無線IC芯片10的輸入端子電極11及輸出端子電極12 相連接。此外，片材71a上的電極72c、72d與無線IC芯片10的安裝用端子電極(未圖示) 相連接。片材71k示出基板20C的背面，其電極81與輻射板31、32相連接。上述基板20A、20B、20C包括靜電應(yīng)對元件即電感L和/或電容C，因此能夠防止無線IC芯片10被靜電破壞。此外，由于含有多層電極層，因此能夠吸收將這些基板安裝于輻射板31、32時的沖擊。而且，因在俯視時多層電極層重疊，因此能進(jìn)一步提高該沖擊吸收效^ ο(無線IC器件的實(shí)施方式，參照圖9 圖11)接著，本發(fā)明的無線IC器件是將所示高頻器件與輻射板相連接的器件。除了可以利用焊料等將高頻器件電連接至輻射板，還可利用粘接劑等將其粘著于輻射板。以下，說明無線IC器件的實(shí)施方式1及實(shí)施方式2。如圖9所示，實(shí)施方式1使安裝有無線IC芯片10的基板2(K20A、20B、20C)與輻射板33、34相連接，上述電感L和/或上述電容C與輻射板33、34相耦合。輻射板33、34 是偶極型的。如圖10及圖11所示，實(shí)施方式2是使安裝有無線IC芯片10的基板2(K20A、20B、 20C)與輻射板35相連接。輻射板35在一對端部3 與所示電感L和/或電容C相耦合。 輻射板35包括環(huán)狀電極35b，該環(huán)狀電極3 包含端部35a ；以及蜿蜒狀的偶極電極35c， 該蜿蜒狀的偶極電極35c與上述環(huán)狀電極3 相耦合。在圖9及圖10所示的無線IC器件中，不僅防止了無線IC芯片10被靜電破壞，還在電感L與輻射板33、34、35的一對端部相互電連接的情況下，即使在輻射板33、34、35的兩端部產(chǎn)生電位差，也能通過基板20形成閉合電路，因此不會產(chǎn)生絕緣破壞。另外，偶極型使增益得到提高。此外，通過設(shè)定由環(huán)狀電極3 和上述電感L和/或上述電容C形成的諧振頻率， 使其實(shí)質(zhì)相當(dāng)于RFID的使用高頻信號的頻率，從而還能夠與輻射板35的尺寸、形狀等無關(guān)地與讀寫器進(jìn)行通信，另外，通過不受限于環(huán)狀電極35b的形狀來調(diào)整電感L的電感值、電容值，從而能夠設(shè)定為預(yù)定的諧振頻率。在由電感L和環(huán)狀電極決定諧振頻率的情況下，使UHF頻帶的電感L的阻抗OQ 比無線IC的輸入輸出端子電極間形成的電容的阻抗OQ要大，在比所需頻帶的頻率要低的一側(cè)設(shè)定諧振點(diǎn)，通過使電感L與環(huán)狀電極耦合，從而獲得預(yù)定的諧振點(diǎn)。由此，只要改變基板20就能在所需頻帶獲得諧振點(diǎn)。對于諧振頻率，若環(huán)狀電極的電感值較大則只需減小電感L的電感值即可，若環(huán)狀電極的電感值較小則只需增大電感L的電感值即可。另外， 在利用電容C和環(huán)狀電極決定諧振頻率的情況下，相反地，也可在比所需頻帶的頻率要高的一側(cè)設(shè)定諧振點(diǎn)。(其他實(shí)施例)
另外，本發(fā)明所涉及的高頻器件及無線IC器件不限于上述實(shí)施例，在其要點(diǎn)的范圍內(nèi)可以進(jìn)行各種變更是毋庸置疑的。工業(yè)上的實(shí)用性 如上所述，本發(fā)明可用于RFID系統(tǒng)中所使用的高頻器件及無線IC器件，特別在能夠避免絕緣破壞和提高可靠性方面較優(yōu)異。
權(quán)利要求
1.一種高頻器件，其特征在于，包括 無線IC;以及基板，該基板與所述無線IC相耦合，并與輻射板電連接， 在所述基板中配置有靜電應(yīng)對元件。
2.如權(quán)利要求1所述的高頻器件，其特征在于，所述靜電應(yīng)對元件包括并聯(lián)連接在所述無線IC和所述輻射板之間的電感， 靜電頻率下所述電感的阻抗比所述無線IC的阻抗要小。
3.如權(quán)利要求1或2所述的高頻器件，其特征在于，所述靜電應(yīng)對元件包括串聯(lián)連接在所述無線IC和所述輻射板之間的電容。
4.如權(quán)利要求3所述的高頻器件，其特征在于，所述無線IC包括與所述基板相耦合的兩個耦合部，所述靜電應(yīng)對元件包括串聯(lián)連接在所述兩個耦合部和所述輻射板之間的兩個電容，這兩個電容的電容值相等。
5.如權(quán)利要求1至4的任一項(xiàng)所述的高頻器件，其特征在于， 所述基板包含多層電極層。
6.如權(quán)利要求5所述的高頻器件，其特征在于， 在俯視時，所述多層電極層重疊。
7.如權(quán)利要求1至6的任一項(xiàng)所述的高頻器件，其特征在于， 所述基板由柔性材料形成。
8.一種無線IC器件，其特征在于，包括 無線IC；輻射板；以及基板，該基板與所述無線IC相耦合，并與所述輻射板電連接， 在所述基板中配置有靜電應(yīng)對元件。
9.如所述權(quán)利要求8所述的無線IC器件，其特征在于，所述靜電應(yīng)對元件包括并聯(lián)連接在所述無線IC和所述輻射板之間的電感， 靜電頻率下所述電感的阻抗比所述無線IC的阻抗要小。
10.如所述權(quán)利要求8或9所述的無線IC器件，其特征在于，所述靜電應(yīng)對元件包括串聯(lián)連接在所述無線IC和所述輻射板之間的電容。
11.如所述權(quán)利要求10所述的無線IC器件，其特征在于， 所述無線IC包括與所述基板相耦合的兩個耦合部，所述靜電應(yīng)對元件包括串聯(lián)連接在所述兩個耦合部和所述輻射板之間的兩個電容，這兩個電容的電容值相等。
12.如所述權(quán)利要求8至11的任一項(xiàng)所述的無線IC器件，其特征在于， 所述輻射板包括至少在一對端部與所述靜電應(yīng)對元件相耦合的環(huán)狀電極。
13.如所述權(quán)利要求8至12的任一項(xiàng)所述的無線IC器件，其特征在于， 所述輻射板包括至少在一對端部與所述靜電應(yīng)對元件相耦合的環(huán)狀電極， 由所述環(huán)狀電極和所述電感和/或所述電容形成的諧振頻率實(shí)質(zhì)上相當(dāng)于RFID的使用高頻信號的頻率。
14.如所述權(quán)利要求8至13的任一項(xiàng)所述的無線IC器件，其特征在于， 所述輻射板包括環(huán)狀電極，該環(huán)狀電極至少在一對端部與所述靜電應(yīng)對元件相耦合； 以及偶極電極，該偶極電極與所述環(huán)狀電極相耦合。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于獲得一種能夠避免絕緣破壞的可靠性高的高頻器件及無線IC器件。高頻器件包括無線IC芯片(10)和基板(20)，該基板(20)與該無線IC芯片(10)相耦合，并與輻射板(31)、(32)電連接，基板(20)中配置有電感L和/或電容C作為靜電應(yīng)對元件。電感L并聯(lián)連接在無線IC芯片(10)與輻射板(31)、(32)之間，且在靜電頻率下的阻抗比無線IC芯片(10)的阻抗要小。
文檔編號H01Q9/24GK102204011SQ20098014461
公開日2011年9月28日 申請日期2009年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月16日
發(fā)明者加藤登, 池本伸郎, 白木浩司, 道海雄也 申請人:株式會社村田制作所