天线装置及无线IC器件制造方法及图纸

本发明专利技术构成一种抑制因无线ＩＣ器件与读写器的距离的变化所引起的特性变动的天线装置及可以在较高的可靠性下进行通信的无线ＩＣ器件。为了与读写器等外部设备之间收发无线通信信号，由天线线圈（ＬＡ）与电容器（ＣＡ）构成天线谐振电路（ＡＲ），由电感（Ｌ１）与电容器（Ｃ１）构成附加谐振电路（ＬＣ１），与天线谐振电路（ＡＲ）连接附加谐振电路（ＬＣ１），从而构成天线装置（１０１）。由该天线装置（１０１）与无线ＩＣ（２１）构成无线ＩＣ器件（２０１）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于利用近场电磁场以非接触方式进行通信的RF-ID (射频识 别)这样的无线IC器件的天线装置、以及包括该天线装置的无线IC器件。
技术介绍
作为RF-ID使用的非接触式IC卡在专利文献1中有所披露。专利文献1的非接触式IC卡的等效电路如图1所示。该非接触式IC卡是 与读写器以非接触方式进行通信的非接触式IC卡。对于无线IC芯片11，由天 线线圈13组成的电感L、整个电路的电阻R、调整用电阻14、 IC芯片内部的 电容或在电路中产生的寄生电容等整个电路的电容C、以及调整用电容器电容 Cad形成并联谐振电路。通过调整该谐振电路中的调整用电阻14的电阻值Rad来调整谐振电路的 尖锐度(Q)，另外，利用调整用电容器15的电容Cad调整谐振频率，确保 良好的通信状态。专利文献1:日本专利特开2001-010264号公报
技术实现思路
然而，这样的IC卡在与读写器通信时，由于两者所具有的天线线圈相互 耦合，因此若两者接近，则天线线圈的电感值会变化。若天线线圈的电感值变 化，则相应地包含天线线圈的谐振电路的谐振频率也会变化，存在辐射增益大 幅变动这样的问题。图2是表示其形态的图。此处，在读写器300，由天线线圈Lr与电容器 Cr构成谐振电路。无线IC器件200中，由天线线圈La与电容器Ca构成谐振 电路，连接无线IC21。从无线IC器件200的无线IC21观察天线装置的、S参数的Sll特性(回波损耗)，在无线IC器件200适当离开读写器300时，如图2 (C)的特性曲 线Ra所示，回波损耗在频率foa为最大。另一方面，如图2(B)所示，若无线IC器件200相对读写器300过度接 近，则无线IC器件200 —侧的天线线圈La与读写器300 —侧的天线线圈Lr 进行磁场耦合，两者的电感增大。因此，如图2 (C)的特性曲线Rb所示，回 波损耗在低于上述频率foa的频率fob为最大。这样在无线IC器件200和读写器300的天线彼此之间以近场电磁场进行 耦合的状态下，两个装置越接近，两者的天线的谐振频率越向低频方向移动。 若该天线的谐振频率低于实际的无线IC器件200的通信频率(图2 (C)所示 的fs)，则天线线圈不会起到作为电感的作用，天线增益显著下降，不能通信。因此，以往需要预先将天线装置的谐振频率设定得例如高于通信频率 10% 20%，使得谐振频率即使向低频侧移动，也不会低于通信频率。另外， 为了在谐振频率即使高于通信频率的状态下也可以进行通信，如图1所示，需 要在包含天线线圈的谐振电路中插入电阻，特意使其谐振电路的Q值降低。然而，在无线IC器件200即使相对于读写器300过度接近的状态下也可 以进行通信的条件下，由于平均距离下的天线的谐振频率与通信频率相比向高 频侧偏移，因此若进一步离开该状态，则存在的问题是天线增益显著下降， 结果不能充分确保通信距离。另外，若将包含天线线圈的谐振电路的Q值降低，则根据谐振电路的宽 频带的特性，即使谐振频率移动也能得到比较稳定的增益，但由于Q值降低， 因此无线IC器件与读写器之间无论怎样的距离，增益都会不可避免地降低。本专利技术的目的在于提供一种抑制因无线IC器件与读写器的距离的变化所 引起的特性变动的天线装置及可以在较高的可靠性下进行通信的无线IC器件。 (1)本专利技术的天线装置的特征是包括用于收发与外部设备之间的利用 无线通信的信号的天线线圈；以及与上述天线谐振电路连接、至少包含电感并 具有与上述天线谐振电路的谐振频率不同的谐振频率特性的附加谐振电路。利用该结构，例如通过将附加谐振电路的谐振频率设定得低于天线谐振电 路的谐振频率，即使无线IC器件接近读写器等外部设备，两者的天线线圈彼 此之间进行磁场耦合，从而电感值增大，也能通过附加谐振电路的谐振频率抑制天线谐振电路的谐振频率的下降。因此，天线谐振电路的谐振频率变化减少， 可以得到稳定的、较高的增益。另外，反之，将附加谐振电路的谐振频率设定得高于天线谐振电路的谐振 频率，且设定为即使在过度接近的状态下，天线谐振电路的谐振频率也高于通 信频率。据此，即使无线IC器件离开读写器(外部设备)，也能抑制天线谐 振电路的谐振频率的上升(接近附加谐振电路的谐振频率)。因此，抑制天线 谐振电路的谐振频率的变动，可以在较宽的通信距离范围内将天线谐振电路的 谐振频率保持在接近通信频率的状态。(2) 上述天线线圈也可以与附加谐振电路所包含的电感进行磁场耦合。 据此，即使随着电感的增大，天线谐振电路的谐振频率接近附加谐振电路的谐 振频率，天线谐振电路的谐振频率也不容易低于附加谐振电路的谐振频率，天 线谐振电路的谐振频率的稳定性提高。(3) 上述附加谐振电路例如是并联谐振电路。据此，可以减小附加谐振 电路的电感值，可以小型化。(4) 天线谐振电路与附加谐振电路例如是串联连接的。据此，易于使天线谐振电路的天线线圈与附加谐振电路的电感进行磁场耦合。(5) 特别是，使天线谐振电路的谐振频率高于无线IC器件的通信频率， 且将附加谐振电路的谐振频率设定得低于通信频率。据此，由于包括该天线装 置的无线IC器件越接近读写器等外部设备，天线谐振电路的谐振频率越接近 通信频率，因此可以得到更高的增益。(7) 附加谐振电路所包含的电感例如也可以包含长度分别不同的互相接 近的两条线路。利用该结构，可以加宽附加谐振电路的谐振频带，可以提高附加谐振电路 产生的对天线谐振电路的谐振频率的变动抑制效果。(8) 也可以将附加谐振电路所包含的电感进行磁屏蔽。据此，由于包括 该天线装置的无线IC器件即使接近读写器等外部设备，也能抑制与外部设备 侧的天线线圈的磁场耦合，因此附加谐振电路的电感的电感值几乎不会变化， 可以稳定保持附加谐振电路的谐振频率。其结果是可以使天线谐振电路的谐振 频率更稳定。(9) 附加谐振电路也可以在包含磁性体的层叠基板内构成。据此，整体 可以形成得轻薄，避免由于包括附加谐振电路而导致大型化。另外，同时还可 以进行磁屏蔽。(10) 也可以与从无线IC输入的发送信号的输入部串联连接输出部电感，将其输出部电感在上述层叠基板构成。据此，无线ic与天线装置的阻抗匹配电路同时也包括在层叠基板，可以使整体更小型化。(11) 附加谐振电路的电容分量也可以由片状电容器构成，将其配置在上 述层叠基板的表面或者内部。据此，可以使层叠基板更小型化，可以减小相对于无线IC器件的占有面积。(12) 本专利技术的无线IC器件包括具有上述层叠基板的天线装置；以及 配置在其层叠基板的表面或者内部的无线ic。据此，可以构成还包含无线IC芯片的模块(RF-ID模块)，容易装入无 线IC器件。根据本专利技术，由于即使无线IC器件接近读写器等外部设备，两者的天线 线圈彼此之间进行磁场耦合，从而电感值增大，也可以通过附加谐振电路的谐 振频率抑制天线谐振电路的谐振频率的下降，因此天线谐振电路的谐振频率变化减小，可以得到稳定的、较高的增益。另外，反之，由于可以抑制无线IC器件离开外部设备时的天线谐振电路的谐振频率的变动，因此，可以在较宽的通信距离范围内将天线谐振电路的谐 振频率保持在接近通信频率的状态。附图说明图1是专利文献1所示的非接触ic卡的电路图。 图2是用于说明以往的无线IC器件的问题的图。图3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种天线装置，该天线装置连接无线ＩＣ，且用于与外部设备之间进行无线通信的无线ＩＣ器件，该天线装置的特征在于，包括：　包含用于收发与所述外部设备之间的利用无线通信的信号的天线线圈的天线谐振电路；以及　与所述天线谐振电路连接且至少包 含电感，还具有与所述天线谐振电路的谐振频率不同的谐振频率特性的附加谐振电路。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷口胜己，佐佐木纯，加藤登，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]