带电磁耦合模块的物品制造技术

本发明专利技术提供一种体积小、具有稳定的频率特性、可以广泛适用于各种物品的带电磁耦合模块的物品。是将电磁耦合模块（１）粘接在ＰＥＴ瓶（２０′）上的带电磁耦合模块的物品，该电磁耦合模块（１）由：处理收发信号的无线ＩＣ芯片（５）；以及搭载该无线ＩＣ芯片（５）、并设置有包含具有规定的谐振频率的谐振电路的供电电路的供电电路基板（１０）形成。供电电路将ＰＥＴ瓶（２０′）（电介质）与无线ＩＣ芯片（５）的特性阻抗进行匹配。ＰＥＴ瓶（２０′）起到作为发射体的功能，它发射从供电电路通过电磁场耦合而提供的发送信号，且将接受的接收信号通过电磁场耦合提供给供电电路。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及带电磁耦合模块的物品，特别是具有用于RFID (Radio Frequency Identification)系统的无线IC芯片的带电磁耦合模块的物品。
技术介绍
近年来，作为物品的管理系统，正在开发一种将产生感应电磁场的读写器 与贴在物品上的储存规定信息的IC标签(以下称作无线IC设备)以非接触方 式进行通信、传输信息的RPID系统。作为用于RFID系统的无线IC设备，例 如已知有专利文献1所记载的IC标签。专利文献1所记载的无线IC标签包括形成于玻璃基板或PET薄膜上的 由金属布线制成的天线；以及至少一部分与该天线重叠配置的元件形成层。通 过将这样的无线IC标签粘贴在各种物品上，对物品进行管理。然而，上述无线IC设备具有其尺寸较大、不能粘贴在较小的物品上这样 的问题。由于需要金属制的天线，为了得到所需的增益，天线会增大，所以这 一点也是导致无线IC标签的尺寸变大的原因。另外，需要将基板高精度地安 装在天线上，也颇费工夫。并且，虽然无线IC设备的用途正无限拓展，但由 于天线的配置状态等会导致谐振频率特性变化，所以难以安装在各种物品上。专利文献1:日本专利特开2006-203187号公报
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种体积小、具有稳定的频率特性、可以广 泛适用于各种物品的带电磁耦合模块的物品。为了达到上述目的，本专利技术所涉及的带电磁耦合模块的物品的特征是，包 括由处理收发信号的无线IC芯片、与该无线IC芯片连接并设置有包含具有 规定的谐振频率的谐振电路的供电电路的供电电路基板形成的电磁耦合模块；以及粘接该供电电路基板的电介质，上述供电电路将上述电介质与上述无线IC 芯片的特性阻抗进行匹配，上述电介质起到作为发射体的功能，它发射从上述 供电电路通过电磁场耦合而提供的发送信号，且将接受的接收信号通过电磁场 耦合提供给上述供电电路。本专利技术所涉及的带电磁耦合模块的物品通过使电磁耦合模块的输入输出 部的特性阻抗与电介质界面的特性阻抗一致，向电介质内输入电磁波，电介质 起到作为电磁发射体的功能。即，本专利技术可以使以陶瓷为代表的、装有水或酒 等食品等的PET瓶、树木、人体、动物等生命体等电介质(介电常数为1以上) 具有以往金属制天线的功能。由于电介质起到作为发射体的功能，所以可以将各种类型的物品用于RFID系统。在本专利技术所涉及的带电磁耦合模块的物品中，由电介质的大小等决定天线 增益，即使将电磁耦合模块小型化，也能得到足够的增益。另外，从电介质发 射的发送信号的频率及提供给无线IC芯片的接收信号的频率实际上相当于供 电电路基板的供电电路自身的谐振频率。因此，电磁耦合模块粘接至电介质的 位置不需要很高的精度，可以易于粘接。另外，收发信号的最大增益实际上由 供电电路基板的尺寸、形状、供电电路基板与电介质的距离及介质中的至少一 个决定。在本专利技术所涉及的带电磁耦合模块的物品中，电介质也可以由构成容器的 第一电介质；以及装在该第一电介质内的第二电介质(例如液体)构成。而且， 电介质相对于电磁耦合模块在垂线方向的大小是中心频率的1/8人以上时较为 理想，更为理想的是在1/2、以上。另外，还可以包括与电磁耦合模块相邻配置的阻抗转换用布线电极，该阻 抗转换用布线电极也可以设置在上述电介质的表面或者内部。或者，该阻抗转 换用布线电极也可以设置在又一个电介质，该又一个电介质设置在上述电介质 的表面或者内部。通过设置阻抗转换用布线电极，使电磁波的传输效率提高。无线IC芯片与供电电路基板可以电导通地进行接合，或者也可以通过磁 场或者电场进行耦合。而且，无线IC芯片除了存储安装有电磁耦合模块的物 品的信息之外，该信息也可以是可改写的，也可以具有RFID系统之外的信息 处理功能。另外，在本专利技术所涉及的带电磁耦合模块的物品中，较为理想的是上述供 电电路是由电容元件和电感元件构成的集总常数型谐振电路。集总常数型谐振电路可以是LC串联谐振电路或LC并联谐振电路，或者也可以包含多个LC 串联谐振电路或多个LC并联谐振电路而构成。谐振电路也可以由分布常数型 谐振电路构成，此时谐振电路的电感由带状线等形成。但是，若以能由电容元 件和电感元件形成的集总常数型谐振电路构成，则可以容易实现小型化，难以 受到来自发射体等其他元件的影响。若由多个谐振电路构成谐振电路，则通过 各谐振电路进行耦合，发送信号会实现宽频化。另外，上述电容元件若配置在无线IC芯片与上述电感元件之间，则抗浪 涌性会提高。由于浪涌是最高为200MHz的低频电流，所以可被电容器阻隔， 可以防止无线IC芯片受浪涌影响而毁坏。上述供电电路基板也可以是层叠多个电介质层或者磁性体层而成的多层 基板，此时，电容元件和电感元件形成于多层基板的表面及/或者内部。通过以 多层基板构成谐振电路，构成谐振电路的元件(布线电极等)不仅可以形成于 基板的表面，还能形成于内部，可以实现基板的小型化。另外，谐振电路元件 的布局的自由度提高，可以实现谐振电路的高性能化。多层基板也可以是层叠 多个树脂层而成的树脂多层基板，或者也可以是层叠多个陶瓷层而成的陶瓷多 层基板。另外，也可以是利用薄膜形成技术的薄膜多层基板。是陶瓷多层基板 时，陶瓷层由低温烧结陶瓷材料形成时较为理想。这是因为可以使用电阻值较 低的银或铜作为谐振电路部件。另一方面，上述供电电路基板也可以是电介质或者磁性体的单层基板，此 时，电容元件及/或者电感元件形成于单层基板的表面。单层基板的材料可以是 树脂，也可以是陶瓷。电容元件的电容可以在形成于单层基板的表面和背面的 平面形状电极之间形成，或者也可以在单层基板的一面并排配置的电极之间形 成。供电电路基板可以是刚性的或者柔性的树脂制或者陶瓷制的基板。若基板 是刚性的，则即使将无线IC设备粘贴在任何形状的电介质时，发送信号的频 率也是稳定的。而且，可以对刚性的基板稳定搭载无线IC芯片。根据本专利技术，可以不需要非常高的位置精度而将电磁耦合模块粘接在电介质上，另外，由于发送信号或接收信号的频率基本上由设置在供电电路基板的 供电电路决定，所以即使将电磁耦合模块与各种形态的电介质组合，频率特性也不会变化，可以得到稳定的频率特性。所以，可以将各种物品用于RFID系统。附图说明图1是表示本专利技术所涉及的带电磁耦合模块的物品的一个实施例的立体图。图2是表示在电磁耦合模块的周围配置阻抗匹配用电极图案的第1例的立体图。图3是表示在电磁耦合模块的周围配置阻抗匹配用电极图案的第2例的立 体图。图4是表示在电磁耦合模块的周围配置阻抗匹配用电极图案的第3例的立 体图。图5是表示将上述一个实施例设置在水上的模型的立体图。 图6是表示图5的模型中的电磁场的传播模拟的示意图。 图7是表示图5的模型中的电磁场的传播模拟的示意图。 图8是表示图5的模型中的电磁波的发射方向性的示意图。 图9是表示将上述一个实施例设置在水中的模型的立体图。 图10是表示电磁耦合模块的第1例的剖视图。 图11是上述第1例的等效电路图。 图12是表示上述第1例的供电电路基板的分解立体图。 图13 (A) 、 (B)都是表示无线IC芯片与供电电路基板的连接状态的 立体图。图14是表示电磁耦合模块的第2例的等效电路图。图15是表示电磁耦合模块的第3例的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带电磁耦合模块的物品，其特征在于，包括：　电磁耦合模块以及粘接所述供电电路基板的电介质，　所述电磁耦合模块由处理收发信号的无线ＩＣ芯片和供电电路基板形成，所述供电电路基板与该无线ＩＣ芯片连接并设置有供电电路，所述供电电路包含 具有规定的谐振频率的谐振电路，　所述供电电路将所述电介质与所述无线ＩＣ芯片的特性阻抗进行匹配，所述电介质作为发射体起作用，发射从所述供电电路通过电磁场耦合而提供的发送信号，并且将接收到的接收信号通过电磁场耦合提供给所述供电电路。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2006-10-27 293025/20061. 一种带电磁耦合模块的物品，其特征在于，包括电磁耦合模块以及粘接所述供电电路基板的电介质，所述电磁耦合模块由处理收发信号的无线IC芯片和供电电路基板形成，所述供电电路基板与该无线IC芯片连接并设置有供电电路，所述供电电路包含具有规定的谐振频率的谐振电路，所述供电电路将所述电介质与所述无线IC芯片的特性阻抗进行匹配，所述电介质作为发射体起作用，发射从所述供电电路通过电磁场耦合而提供的发送信号，并且将接收到的接收信号通过电磁场耦合提供给所述供电电路。2. 如权利要求1所述的带电磁耦合模块的物品，其特征在于， 所述电介质由构成容器的第一电介质以及装在该第一电介质内的第二电介质形成。3. 如权利要求2所述的带电磁耦合模块的物品，其特征在于， 所述第二电介质是液体。4. 如权利要求1至3中任一项所述的带电磁耦合模块的物品，其特征在于， 从所述衍生物发射的信号的谐振频率实际上相当于所述供电电路自身的谐振频率，所述收发信号的最大增益实际上由所述供电电路基板的尺寸、形状、 所述供电电路基板与衍生物的距离及介质中的至少一个决定。5. 如权利要求1至4中任一项所述的带电磁耦合模块的物品，其特征在于， 所述电介质相对于所述电磁耦合模块在垂线方向的大小是中心频率的跳以上。6. 如权利要求1至5中任一项所述的带电磁耦合模块的物品，其特征在于， 还包括与所述电磁耦合模块相邻配置的阻抗转换用布线电极，该阻抗转换用布线电极设置在所述电介质的表面或者内部。7. 如权利要求1至5中任一项所述的带电磁耦合模块的物品，其特征在于， 还包括与...

【专利技术属性】
技术研发人员：加藤登，道海雄也，池本伸郎，
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]