DE112008000065B4

DE112008000065B4 - Drahtloses IC-Bauelement

Info

Publication number: DE112008000065B4
Application number: DE112008000065T
Authority: DE
Inventors: Noboru Kyoto Kato; Yuya Kyoto Dokai; Nobuo Kyoto Ikemoto
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2007-05-10
Filing date: 2008-04-28
Publication date: 2011-07-07
Anticipated expiration: 2028-04-29
Also published as: CN101568934A; US7931206B2; US20090224061A1; DE112008000065T5; JPWO2008142957A1; JP4525859B2; WO2008142957A1

Abstract

Ein drahtloses IC-Bauelement, das folgende Merkmale umfasst: eine Strahlungsplatte; ein Speiseschaltungssubstrat, auf dem eine Speiseschaltung, die eine Resonanzschaltung umfasst, die ein Induktivitätselement umfasst, gebildet ist, wobei die Speiseschaltung elektromagnetisch mit der Strahlungsplatte gekoppelt ist; und einen drahtlosen IC-Chip, der eine Verbindungselektrode umfasst, wobei der drahtlose IC-Chip auf dem Speiseschaltungssubstrat platziert ist, wobei eine Befestigungselektrode auf dem Speiseschaltungssubstrat gebildet ist, und wobei der drahtlose IC-Chip elektromagnetisch mit der Befestigungselektrode gekoppelt ist, und die Frequenz von Signalen, die durch Verwenden der Strahlungsplatte gesendet/empfangen werden, im Wesentlichen einer Resonanzfrequenz der Resonanzschaltung entspricht.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf drahtlose IC-Bauelemente und insbesondere auf ein drahtloses IC-Bauelement, wie z. B. ein kontaktloses IC-Mediummodul, das beispielsweise in einem HF-ID-(Hochfrequenzidentifikations-)System verwendet wird.
Hintergrund der Erfindung
Bisher wurden drahtlose IC-Bauelemente, die jeweils einen drahtlosen IC-Chip und eine Strahlungsplatte aufweisen, vorgeschlagen.
Ein kontaktloses IC-Mediummodul (RD-ID), das in dem Patentdokument 1 offenbart ist, wie es in 7(a), die eine Draufsicht ist, und in 7(b), die eine Schnittansicht entlang der Linie A-A' in 7(a) ist, dargestellt ist, umfasst beispielsweise ein Isolierungssubstrat 106, auf dem eine Schleifenantenne 102 und eine Elektrode 101 gebildet sind. Eine weitere Elektrode 103 weist einen Kondensator auf, der durch elektrisch leitfähige Drähte 115 gebildet ist, die Isolierfilme umfassen. Eine Resonanzschaltung, die diesen Kondensator und die Schleifenantenne 102 umfasst, ist mit einer LSI 104 verbunden.
[Patentdokument 1] Japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2003-331246
Offenbarung der Erfindung
Probleme, die durch die Erfindung zu lasen sind
Diese HF-ID wird in einem Zustand verwendet, wo sowohl die LSI, die Resonanzschaltung als auch die Schleifenantenne elektrisch miteinander verbunden sind. Wenn daher eine große Spannung, wie z. B. eine statische elektrische Ladung, momentan beispielsweise an die Schleifenantenne angelegt wird, wird diese Spannung durch die Resonanzschaltung auch an die LSI angelegt. Wenn das Anlegen dieser hohen Spannung die LSI unterbricht, funktioniert die LSI nicht mehr als ein HF-ID-Modul.
Um die einzelnen Komponenten elektrisch zu verbinden, müssen alle Komponenten genau auf Befestigungselektroden befestigt sein. Daher wird ein hochgenaues Befestigungsbauelement notwendig, was zu einem Anstieg der Kosten der HF-ID führt.
Wenn sich ferner die Genauigkeit der Befestigung der Komponenten verschlechtert, verschlechtern sich auch die Modulcharakteristika des HF-ID-Moduls.
Die vorliegende Erfindung wurde durchgeführt hinsichtlich der vorhergehenden Situationen und schafft ein drahtloses IC-Bauelement, das Schäden, Betriebsausfälle und Durchbruch aufgrund von statischer elektrischer Ladung verhindert, und das in der Lage ist, zu arbeiten, selbst wenn die Genauigkeit der Befestigungskomponenten reduziert ist.
Aus der US 5,854,480 A ist ein Etikett bekannt, das einen IC-Chip aufweist, der an zwei Hauptoberflächen desselben Elektrodenplatten 2 und 3 besitzt. Die Elektrodenplatten liegen über einen isolierenden Film und ein Dielektrikum Antennenanschlüssen gegenüber, so dass die Antennenanschlüsse und die Elektrodenplatten kapazitiv gekoppelt sind.
Aus der US 6,181,281 B1 ist ein RFID-Schaltung bekannt, bei der ein Chip mittels Anschlussbereichen desselben über ein flexibles Substrat mit Abschnitten einer Antenne kapazitiv gekoppelt ist.
Einrichtung zum Lösen der Probleme
Um die vorhergehenden Probleme zu lösen, schafft die vorliegende Erfindung ein drahtloses IC-Bauelement mit der folgenden Struktur.
Ein drahtloses IC-Bauelement umfasst (a) eine Strahlungsplatte, (b) ein Speiseschaltungssubstrat, auf dem eine Speiseschaltung, die eine Resonanzschaltung umfasst, die ein Induktivitätselement umfasst, gebildet ist, wobei die Speiseschaltung elektromagnetisch mit der Strahlungsplatte gekoppelt ist, und (c) einen drahtlosen IC-Chip, der eine Verbindungselektrode umfasst, wobei der drahtlose IC-Chip auf dem Speiseschaltungssubstrat platziert ist. Eine Befestigungselektrode ist auf dem Speiseschaltungssubstrat gebildet. Der drahtlose IC-Chip ist elektromagnetisch mit der Befestigungselektrode gekoppelt. Die Frequenz von Signalen, die durch Verwenden der Strahlungsplatte gesendet/empfangen werden, entspricht im Wesentlichen einer Resonanzfrequenz der Resonanzschaltung.
Bei der vorhergehenden Struktur können beispielsweise Signale gesendet/empfangen werden und Leistung kann zwischen dem drahtlosen IC-Chip und dem Speiseschaltungssubstrat zugeführt werden, durch elektromagnetisches Koppeln des drahtlosen IC-Chips mit der Befestigungselektrode unter Verwendung kapazitiver Kopplung.
Gemäß der vorhergehenden Struktur können Schäden, Betriebsausfälle und Durchbruch des drahtlosen IC-Chips aufgrund von statischer elektrischer Ladung verhindert werden, da der drahtlose IC-Chip nicht elektrisch verbunden ist mit dem Speiseschaltungssubstrat oder der Strahlungsplatte.
Da die Befestigungselektrode, die auf dem Speiseschaltungssubstrat gebildet ist, elektromagnetisch mit dem drahtlosen IC-Chip gekoppelt ist, kann der erlaubte Befestigungsverschiebungsbereich breiter gemacht werden als in dem Fall, wo der drahtlose IC-Chip elektrisch mit dem Speiseschaltungssubstrat verbunden ist.
Da ferner die Resonanzschaltung, die auf dem Speiseschaltungssubstrat gebildet ist, elektromagnetisch mit der Strahlungsplatte gekoppelt ist, kann der erlaubte Verschiebungsbereich beim Befestigen des Speiseschaltungssubstrats auf der Strahlungsplatte breiter gemacht werden als in dem Fall, wo das Speiseschaltungssubstrat elektrisch mit der Strahlungsplatte verbunden ist.
Die Frequenz von Signalen, die durch Verwenden der Strahlungsplatte gesendet/empfangen werden, wird durch die Resonanzschaltung in dem Speiseschaltungssubstrat bestimmt und entspricht im Wesentlichen der Resonanzfrequenz der Resonanzschaltung des Speiseschaltungssubstrats. Da die Form und Größe der Strahlungsplatte und der Zustand der Kopplung zwischen dem Speiseschaltungssubstrat und der Strahlungsplatte die Resonanzfrequenz der Signale nicht wesentlich beeinträchtigen, kann daher das drahtlose IC-Bauelement mit der Strahlungsplatte kombiniert werden, die verschiedene Formen oder Größen hat, ohne Änderungen bei dem Entwurf der Resonanzschaltung zu erfordern. Selbst wenn sich der Zustand der Kopplung zwischen dem Speiseschaltungssubstrat und der Strahlungsplatte verändert, kann das drahtlose IC-Bauelement als ein drahtloses IC-Bauelement wirken.
Die Resonanzschaltung umfasst ferner vorzugsweise eine Anpassungsschaltung.
In diesem Fall können charakteristische Impedanzen des drahtlosen IC-Bauelements und der Strahlungsplatte ohne weiteres angepasst werden.
Das drahtlose IC-Bauelement umfasst ferner vorzugsweise einen dielektrischen Körper, der zwischen dem Speiseschaltungssubstrat und dem drahtlosen IC-Chip platziert ist.
In diesem Fall wird durch Platzieren eines dielektrischen Körpers zwischen der Befestigungselektrode des Speiseschaltungssubstrats und einer Anschlusselektrode des drahtlosen IC-Chips zwischen den beiden Elektroden ein Kondensator gebildet. Unter Verwendung dieses Kondensators kann zwischen dem drahtlosen IC-Chip und der Strahlungsplatte Impedanzanpassung erreicht werden. Da es unnötig wird, zum Erreichen von Impedanzanpassung in dem Speiseschaltungssubstrat einen Kondensator bereitzustellen, kann die Größe des Speiseschaltungssubstrats verringert werden, und die Höhe des Speiseschaltungssubstrats kann verringert werden durch Reduzieren der Anzahl von Schichten, die zu stapeln sind.
Wenn der drahtlose IC-Chip auf dem Speiseschaltungssubstrat befestigt werden soll, ist ein Unterfüllungsharz, das verwendet wird, um den Zwischenraum zwischen dem drahtlosen IC-Chip und dem Speiseschaltungssubstrat zu füllen, überflüssig.
Noch bevorzugter wird der dielektrische Körper zwischen der Befestigungselektrode des Speiseschaltungssubstrats und der Verbindungselektrode des drahtlosen IC-Chips platziert.
Vorzugsweise wird der dielektrische Körper entlang einem Umfang des drahtlosen IC-Chips platziert, und der drahtlose IC-Chip wird mit dem dielektrischen Körper bedeckt.
Da in diesem Fall der drahtlose IC-Chip mit dem dielektrischen Körper bedeckt ist, verhindert dies beispielsweise einen Durchfluss von Wasser in den drahtlosen IC-Chip.
Das Speiseschaltungssubstrat ist vorzugsweise so platziert, dass eine Fläche, auf der der drahtlose IC-Chip platziert ist, der Strahlungsplatte zugewandt ist, und die Resonanzschaltung und die Strahlungsplatte elektromagnetisch miteinander gekoppelt sind.
Da in diesem Fall der drahtlose IC-Chip zwischen der Strahlungsplatte und dem Speiseschaltungssubstrat platziert ist, werden externe Stöße oder dergleichen über die Strahlungsplatte oder das Speiseschaltungssubstrat an den drahtlosen IC-Chip angelegt. Da externe Stöße oder dergleichen nicht direkt an den drahtlosen IC-Chip angelegt werden, können Schäden oder Betriebsausfälle des drahtlosen IC-Chips verhindert werden.
Eine relative dielektrische Konstante des dielektrischen Körpers ist vorzugsweise 300 oder mehr.
In diesem Fall kann die elektrostatische Kapazität zwischen dem drahtlosen IC-Chip und dem Speiseschaltungssubstrat auf einen vorbestimmten Wert oder höher eingestellt werden, an dem das Senden/Empfangen zwischen dem drahtlosen IC-Chip und dem Speiseschaltungssubstrat möglich gemacht wird, vorausgesetzt, dass der Abstand zwischen den Elektroden des drahtlosen IC-Chips und dem Speiseschaltungssubstrat und die Flächen der Elektroden innerhalb praktischer Bereiche liegen. Dies ermöglicht die Herstellung des drahtlosen IC-Bauelements.
Eine Betriebsfrequenz des drahtlosen IC-Chips ist vorzugsweise 300 MHz oder höher.
Da eine statische elektrische Ladung eine Frequenz von 200 MHz oder niedriger aufweist, fließt kein Hochfrequenzstrom aufgrund statischer elektrischer Ladung durch das drahtlose IC-Bauelement, falls die Betriebsfrequenz des drahtlosen IC-Chips 300 MHz oder höher ist. Somit wird das drahtlose IC-Bauelement nicht durch statische elektrische Ladung beschädigt.
Vorteile
Da das Speiseschaltungssubstrat und der drahtlose IC-Chip gemäß der Erfindung elektromagnetisch miteinander gekoppelt sind, werden Schäden, Betriebsausfälle und Durchbruch aufgrund statischer elektrischer Ladung verhindert, und selbst wenn die Genauigkeit der Befestigungskomponenten reduziert ist, kann das drahtlose IC-Bauelement nach wie vor arbeiten.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 umfasst (a) eine Draufsicht eines drahtlosen IC-Bauelements und (b) eine Schnittansicht eines Hauptteils des drahtlosen IC-Bauelements. (erstes Ausführungsbeispiel)
2 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines elektromagnetischen Kopplungsmoduls. (erstes Ausführungsbeispiel)
3 ist ein Ersatzschaltbild des elektromagnetischen Kopplungsmoduls. (erstes Ausführungsbeispiel)
4 ist eine Schnittansicht eines Hauptteils eines drahtlosen IC-Bauelements. (zweites Ausführungsbeispiel)
5 ist eine Schnittansicht eines Hauptteils eines drahtlosen IC-Bauelements. (drittes Ausführungsbeispiel)
6 ist eine Schnittansicht eines Hauptteils eines drahtlosen IC-Bauelements. (viertes Ausführungsbeispiel)
7 umfasst (a) eine Draufsicht und (b) eine Schnittansicht eines drahtlosen IC-Bauelements. (bekanntes Beispiel)
Bezugszeichenliste

10: drahtloses IC-Bauelement
11: Strahlungsplatte
12: Basis
14, 16: Strahlungselektrodenstruktur
20, 20a, 20b, 20c: elektromagnetische Kopplungsmodule
22: Speiseschaltungssubstrat
22p, 22q: Induktivitätselemente
24: drahtloser IC-Chip
26, 26a, 26b, 26c: dielektrische Körper

Beste Modi zum Ausführen der Erfindung
Hierin nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf 1 bis 6 beschrieben.
<Erstes Ausführungsbeispiel>
Ein drahtloses IC-Bauelement gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel wird mit Bezugnahme auf 1 bis 3 beschrieben. 1(a) ist eine Draufsicht eines drahtlosen IC-Bauelements 10. 1(b) ist eine Schnittansicht eines Hauptteils, entlang der Linie A-A in 1(a).
Wie es in 1 dargestellt ist, weist das drahtlose IC-Bauelement 10 ein elektromagnetisches Kopplungsmodul 20 auf, das ein Speiseschaltungssubstrat 22 und einen drahtlosen IC-Chip 24 umfasst. Das elektromagnetische Kopplungsmodul 20 ist auf einer oberen Fläche 12a befestigt, die eine von zwei Hauptflächen einer Basis 12 einer Strahlungsplatte 11 ist. Das drahtlose IC-Bauelement 10 weist Strahlungselektrodenstrukturen 14 und 16 auf, die auf einer unteren Fläche 12b gebildet sind, die die andere Hauptfläche der Basis 12 ist. Alternativ können die Strahlungselektrodenstrukturen auf der gleichen Fläche gebildet sein wie die Fläche der Basis, auf der das elektromagnetische Kopplungsmodul befestigt ist.
Das drahtlose IC-Bauelement 10 wird verwendet durch Verbinden der unteren Fläche 12b der Basis 12 der Strahlungsplatte 11 mit einem Artikel (in den Zeichnungen nicht dargestellt). Wenn ein schichtförmiges Harz für die Basis 12 verwendet wird, kann die Basis 12 fortlaufend und effizient hergestellt werden. Die Basis 12 kann ohne weiteres kleiner gemacht werden und sogar ohne weiteres mit der Oberfläche eines gekrümmten Artikels verbunden werden.
In dem elektromagnetischen Kopplungsmodul 20, wie es in 1(b) dargestellt ist, sind das Speiseschaltungssubstrat 22 und der drahtlose IC-Chip 24 elektromagnetisch miteinander gekoppelt über dielektrische Körper 26, die aus einem Haftmittel oder dergleichen hergestellt sind.
Genauer gesagt, wie es in der auseinandergezogenen perspektivische Ansicht von 2 dargestellt ist, sind das Speiseschaltungssubstrat 22 und der drahtlose IC-Chip 24, die in dem elektromagnetischen Kopplungsmodul 20 enthalten sind, in einer ausgerichteten Weise miteinander verbunden, so dass Befestigungselektroden 22s, die auf dem Speiseschaltungssubstrat 22 gebildet sind, Anschlusselektroden 24s zugewandt sind, die auf dem drahtlosen IC-Chip 24 gebildet sind. Zu diesem Zeitpunkt umgeben die Befestigungselektroden 22s des Speiseschaltungssubstrats und die Anschlusselektroden 24s des drahtlosen IC-Chips 24 die dielektrischen Körper 26, die aus einem Haftmittel oder dergleichen hergestellt sind.
Wie es in dem Ersatzschaltbild in 3 dargestellt ist, sind die Befestigungselektroden 22s des Speiseschaltungssubstrats 22 folglich über Kondensatoren, die durch die dielektrischen Körper 26 gebildet sind, mit den Anschlusselektroden 24s des drahtlosen IC-Chips 24 verbunden.
Beispielsweise kann durch Verwenden eines Haftmaterials, dessen relative dielektrische Konstante 300 oder höher ist, um die dielektrischen Körper 26 zu bilden, eine elektrostatische Kapazität von 5 pF oder höher zwischen den Befestigungselektroden 22s des Speiseschaltungssubstrats 22 und den Anschlusselektroden 24s des drahtlosen IC-Chips 24 gebildet werden, wobei jede Elektrode eine Fläche von 50 μm × 50 μm aufweist.
Um die elektrostatische Kapazität zwischen den Befestigungselektroden 22s des Speiseschaltungssubstrats 22 und den Anschlusselektroden 24s des drahtlosen IC-Chips 24 zu erhöhen, ist es notwendig, (a) den Abstand zwischen den Elektroden 22s und 24s zu reduzieren, d. h. die Dicke der dielektrischen Körper 26 zu reduzieren; (b) die Flächen der Elektroden 22s und 24s zu erhöhen, d. h. die angelegten Flächen der dielektrischen Körper 26 zu erhöhen; und (c) die relative dielektrische Konstante der dielektrischen Körper 26 zu erhöhen. Wenn die relative dielektrische Konstante der dielektrischen Körper 26 300 oder höher ist, kann die elektrostatische Kapazität zwischen den Elektroden 22s und 24s auf einen vorbestimmten Wert oder höher eingestellt werden, bei dem Senden/Empfangen zwischen dem drahtlosen IC-Chip 24 und dem Speiseschaltungssubstrat 22 möglich gemacht wird, vorausgesetzt, dass der Abstand zwischen den Elektroden 22s und 24s und die Flächen der Elektroden 22s und 24s innerhalb praktischer Bereiche liegen. Dies ermöglicht die Herstellung des drahtlosen IC-Bauelements 10.
Nachdem der drahtlose IC-Chip 24 im Voraus auf dem Speiseschaltungssubstrat 22 befestigt wurde, ist in dem elektromagnetischen Kopplungsmodul 20 beispielsweise das Speiseschaltungssubstrat 22 an der Strahlungsplatte 11 befestigt, beispielsweise unter Verwendung eines Haftmittels oder dergleichen.
Das Speiseschaltungssubstrat 22 enthält eine Speiseschaltung, die eine Resonanzschaltung umfasst, die eine vorbestimmte Resonanzfrequenz aufweist. Bei dieser Erfindung bezieht sich die vorbestimmte Resonanzfrequenz auf eine Betriebsfrequenz, bei der das elektromagnetische Kopplungsmodul 20 als ein drahtloses IC-Bauelement arbeitet. Die Speiseschaltung stellt zusammen mit den dielektrischen Körpern 26 die charakteristischen Impedanzen der Strahlungsplatte 11 und des drahtlosen IC-Chips 24 ein, um dieselben aneinander anzupassen. Die Strahlungsplatte 11 emittiert ein Sendesignal, das von dem Speiseschaltungssubstrat 22 über die elektromagnetische Kopplung geliefert wird, in die Luft, und liefert ein Empfangssignal über die elektromagnetische Kopplung zu der Speiseschaltung.
Die Frequenz von Signalen, die durch Verwenden der Strahlungsplatte 11 gesendet/empfangen werden, wird durch die Resonanzschaltung in dem Speiseschaltungssubstrat 22 bestimmt und entspricht im Wesentlichen der Resonanzfrequenz der Resonanzschaltung des Speiseschaltungssubstrats 22. Da daher die Form und Größe der Strahlungsplatte 11 und der Zustand der Kopplung zwischen dem Speiseschaltungssubstrat 22 und der Strahlungsplatte 11 die Resonanzfrequenz von Signalen nicht wesentlich beeinträchtigen, kann das drahtlose IC-Bauelement mit der Strahlungsplatte 11, die verschiedene Formen oder Größen aufweist, kombiniert werden, ohne Änderungen bei dem Entwurf der Resonanzschaltung zu erfordern. Selbst wenn sich der Zustand der Kopplung zwischen dem Speiseschaltungssubstrat 22 und der Strahlungsplatte 11 ändert, kann das elektromagnetische Kopplungsmodul 20 als ein drahtloses IC-Bauelement wirken.
Alternativ kann eine elektrostatische Kapazität zwischen den Befestigungselektroden und den Anschlusselektroden des drahtlosen IC-Chips als ein Teil der Resonanzschaltung in der Speiseschaltung verwendet werden. Entsprechend kann der Freiheitsgrad beim Entwerfen der Resonanzschaltung erhöht werden.
Beispielsweise wird ein Mehrschichtsubstrat oder ein flexibles Substrat für das Speiseschaltungssubstrat 22 verwendet. Wie es in 3 dargestellt ist, wird die Resonanzschaltung, die Induktivitätselemente 22p und 22q und Kapazitätselemente umfasst, gebildet. Die Induktivitätselemente 22p und 22q sind elektromagnetisch gekoppelt mit Anschlüssen 14a und 16a (siehe 1) der Strahlungselektrodenstrukturen 14 und 16 der Strahlungsplatte 11. Da das Speiseschaltungssubstrat 22 und die Strahlungsplatte 11 nicht verbunden sein müssen, um eine elektrische Verbindung herzustellen, kann das elektromagnetische Kopplungsmodul 20 durch Verwenden eines isolierenden Haftmittels an der Strahlungsplatte 11 befestigt werden.
Der drahtlose IC-Chip 24 ist nicht elektrisch verbunden mit dem Speiseschaltungssubstrat 22 oder der Strahlungsplatte 11. Daher kann ein Durchbruch des drahtlosen IC-Chips 24 aufgrund statischer elektrischer Ladung verhindert werden. Da der drahtlose IC-Chip 24 elektromagnetisch mit dem Speiseschaltungssubstrat 22 gekoppelt ist, kann der erlaubte Befestigungsverschiebungsbereich breiter gemacht werden als in dem Fall, wo der drahtlose IC-Chip 24 elektrisch mit dem Speiseschaltungssubstrat 22 verbunden ist. Da ferner das Speiseschaltungssubstrat 22 elektromagnetisch mit der Strahlungsplatte 11 gekoppelt ist, kann der erlaubte Verschiebungsbereich beim Befestigen des Speiseschaltungssubstrats 22 auf der Strahlungsplatte 11 breiter gemacht werden als in dem Fall, wo das Speiseschaltungssubstrat 22 elektrisch mit der Strahlungsplatte 11 verbunden ist.
Das elektromagnetische Kopplungsmodul kann wie in dem folgenden zweiten bis vierten Ausführungsbeispiel strukturiert werden.
<Zweites Ausführungsbeispiel>
In einem drahtlosen IC-Bauelement eines zweiten Ausführungsbeispiels ist ein elektromagnetisches Kopplungsmodul 20a wie in einer Schnittansicht eines Hauptteils dargestellt strukturiert, was in 4 dargestellt ist.
Das heißt, ein dielektrischer Körper 26a wird auf die gesamte Fläche 22a des Speiseschaltungssubstrats 22 platziert, die sich auf der Seite befindet, wo der drahtlose IC-Chip 24 platziert ist. Da nur ein Teil des dielektrischen Körpers 26a, der zwischen der Befestigungselektrode 22s des Speiseschaltungssubstrats 22 und der Anschlusselektrode 24s des drahtlosen IC-Chips 24 platziert ist, kapazitive Kopplung einrichtet, kann der dielektrische Körper 26a von dem Abschnitt vorstehen, der für Kapazitätskopplung benötigt wird.
Die Fläche des dielektrischen Körpers 26a, die die Größe der Elektroden 22s und 24s aufweist (siehe 2) (z. B. 50 μm²), wird auf die Größe des drahtlosen IC-Chips 24 (z. B. 1.000 μm²) oder größer erhöht, und entsprechend kann der dielektrische Körper 26a ohne weiteres gebildet werden.
Da der dielektrische Körper 26a in dem gesamten Raum zwischen dem drahtlosen IC-Chip 24 und dem Speiseschaltungssubstrat 22 platziert ist, kann die Verbindung zwischen dem drahtlosen IC-Chip 24 und dem Speiseschaltungssubstrat 22 stärker gemacht werden als in dem Fall, wo die dielektrischen Körper 26 teilweise zwischen dem drahtlosen IC-Chip 24 und dem Speiseschaltungssubstrat 22 platziert sind, wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel.
<Drittes Ausführungsbeispiel>
In einem drahtlosen IC-Bauelement eines dritten Ausführungsbeispiels ist ein elektromagnetisches Kopplungsmodul 20b wie in einer Schnittansicht eines Hauptteils dargestellt strukturiert, was in 5 dargestellt ist.
Das heißt, ein dielektrischer Körper 26b, der aus einem Formharz oder dergleichen hergestellt ist, wird entlang dem Umfang des drahtlosen IC-Chips 24 platziert. In einem Zustand, wo der drahtlose IC-Chip 24 mit dem dielektrischen Körper 26 bedeckt ist, wird der drahtlose IC-Chip 24 auf dem Speiseschaltungssubstrat 22 befestigt. Da der drahtlose IC-Chip 24 mit dem dielektrischen Körper 26b bedeckt ist, verhindert dies beispielsweise einen Durchfluss von Wasser in den drahtlosen IC-Chip 24.
<Viertes Ausführungsbeispiel>
In einem drahtlosen IC-Bauelement eines vierten Ausführungsbeispiels ist ein elektromagnetisches Kopplungsmodul 20c wie in einer Schnittansicht eines Hauptteils dargestellt strukturiert, was in 6 dargestellt ist.
Das heißt, wie bei dem elektromagnetischen Kopplungsmodul 20b des dritten Ausführungsbeispiel, das in 5 dargestellt ist, ist in dem elektromagnetischen Kopplungsmodul 20c ein dielektrischer Körper 26c, der aus einem Formharz oder dergleichen hergestellt ist, entlang dem Umfang des drahtlosen IC-Chips 24 platziert, und der drahtlose IC-Chip 24 ist mit dem dielektrischen Körper 26c bedeckt.
Das elektromagnetische Kopplungsmodul 20c unterscheidet sich von dem in dem dritten Ausführungsbeispiel bezüglich seiner Befestigungsausrichtung relativ zu der Strahlungsplatte 11. Das heißt, das Speiseschaltungssubstrat 22 ist so platziert, dass die Fläche 22a, auf der der drahtlose IC-Chip 24 befestigt ist, der Strahlungsplatte 11 zugewandt ist.
Obwohl die Strahlungsplatte 11 und das Speiseschaltungssubstrat 22 voneinander beabstandet sind, ist die Strahlungsplatte 11 elektromagnetisch gekoppelt mit dem Speiseschaltungssubstrat 22 (gekoppelt nur durch elektrische Felder, nur durch magnetische Felder oder sowohl durch elektrische Felder als auch magnetische Felder). Das Speiseschaltungssubstrat 22 ist beispielsweise durch ein Mehrschichtsubstrat oder ein flexibles Substrat gebildet, und Induktivitätselemente sind in oder auf dem Speiseschaltungssubstrat 22 gebildet. Magnetische Felder, die durch die Induktivitätselemente und die Strahlungsplatte 11 gebildet werden, sind konfiguriert, um miteinander zu koppeln.
Da ein Teil des Speiseschaltungssubstrats 22, der von dem drahtlosen IC-Chip 24 vorsteht, direkt der Strahlungsplatte 11 zugewandt ist, kann elektromagnetische Kopplung mit der Strahlungsplatte 11 ohne weiteres hergestellt werden, falls Verdrahtungselektroden der vorhergehenden Induktivitätselemente auf diesem vorstehenden Abschnitt gebildet sind.
Da der drahtlose IC-Chip 24 ein dielektrischer Körper ist, der auf einem Siliziumsubstrat oder dergleichen gebildet ist, und elektromagnetische Wellen durch den drahtlosen IC-Chip 24 verlaufen können, können die Induktivitätselemente alternativ auf einem Teil des Speiseschaltungssubstrats 22 gebildet sein, der den drahtlosen IC-Chip 24 überlappt.
Da der drahtlose IC-Chip 24 zwischen der Strahlungsplatte 11 und dem Speiseschaltungssubstrat 22 platziert ist, werden externe Stöße oder dergleichen über die Strahlungsplatte 11, das Speiseschaltungssubstrat 22 und ein Harz 26c an den drahtlosen IC-Chip 24 angelegt. Da externe Stöße oder dergleichen nicht direkt an den drahtlosen IC-Chip 24 angelegt werden, können Schäden oder Betriebsausfälle des drahtlosen IC-Chips 24 verhindert werden.
<Zusammenfassung>
Bei dem oben beschriebenen drahtlosen IC-Bauelement sind die Strahlungsplatte und das Speiseschaltungssubstrat elektromagnetisch miteinander gekoppelt und das Speiseschaltungssubstrat und der drahtlose IC-Chip sind elektromagnetisch miteinander gekoppelt. Diese Komponenten sind jedoch nicht elektrisch miteinander verbunden. Dies verhindert, dass eine hohe Spannung aufgrund statischer elektrischer Ladung an den drahtlosen IC-Chip angelegt wird, wodurch Schäden, Betriebsausfälle und Durchbruch aufgrund statischer elektrischer Ladung verhindert werden.
Da das Speiseschaltungssubstrat und der drahtlose IC-Chip elektromagnetisch miteinander gekoppelt sind, kann der erlaubte Verschiebungsbereich beim Befestigen des drahtlosen IC-Chips auf dem Speiseschaltungssubstrat breiter gemacht werden als in dem Fall, wo das Speiseschaltungssubstrat elektrisch mit dem drahtlosen IC-Chip verbunden ist. Da das Speiseschaltungssubstrat und die Strahlungsplatte elektromagnetisch miteinander gekoppelt sind, kann der erlaubte Befestigungsverschiebungsbereich breiter gemacht werden als in dem Fall, wo das Speiseschaltungssubstrat elektrisch mit der Strahlungsplatte verbunden ist. Selbst wenn die Befestigungsgenauigkeit der Komponenten reduziert ist, kann das drahtlose IC-Bauelement immer noch arbeiten.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorhergehenden Ausführungsbeispiele begrenzt, und an den vorhergehenden Ausführungsbeispielen können verschiedene Modifikationen durchgeführt werden.
Die Speiseschaltung des Speiseschaltungssubstrats kann beispielsweise neben der Resonanzschaltung eine Anpassungsschaltung umfassen. In diesem Fall können die charakteristischen Impedanzen des drahtlosen IC-Chips und der Strahlungsplatte ohne weiteres eingestellt werden, um aneinander angepasst zu werden.

Claims

Ein drahtloses IC-Bauelement, das folgende Merkmale umfasst: eine Strahlungsplatte; ein Speiseschaltungssubstrat, auf dem eine Speiseschaltung, die eine Resonanzschaltung umfasst, die ein Induktivitätselement umfasst, gebildet ist, wobei die Speiseschaltung elektromagnetisch mit der Strahlungsplatte gekoppelt ist; und einen drahtlosen IC-Chip, der eine Verbindungselektrode umfasst, wobei der drahtlose IC-Chip auf dem Speiseschaltungssubstrat platziert ist, wobei eine Befestigungselektrode auf dem Speiseschaltungssubstrat gebildet ist, und wobei der drahtlose IC-Chip elektromagnetisch mit der Befestigungselektrode gekoppelt ist, und die Frequenz von Signalen, die durch Verwenden der Strahlungsplatte gesendet/empfangen werden, im Wesentlichen einer Resonanzfrequenz der Resonanzschaltung entspricht.
Das drahtlose IC-Bauelement gemäß Anspruch 1, bei dem die Resonanzschaltung ferner eine Anpassungsschaltung umfasst.
Das drahtlose IC-Bauelement gemäß Anspruch 1 oder 2, das ferner einen dielektrischen Körper umfasst, der zwischen dem Speiseschaltungssubstrat und dem drahtlosen IC-Chip platziert ist.
Das drahtlose IC-Bauelement gemäß Anspruch 3, bei dem der dielektrische Körper zwischen der Befestigungselektrode des Speiseschaltungssubstrats und der Verbindungselektrode des drahtlosen IC-Chips platziert ist.
Das drahtlose IC-Bauelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der dielektrische Körper entlang einem Umfang des drahtlosen IC-Chips platziert ist, und der drahtlose IC-Chip mit dem dielektrischen Körper bedeckt ist.
Das drahtlose IC-Bauelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das Speiseschaltungssubstrat so platziert ist, dass eine Fläche, auf der der drahtlose IC-Chip platziert ist, der Strahlungsplatte zugewandt ist, und die Resonanzschaltung und die Strahlungsplatte elektromagnetisch miteinander gekoppelt sind.
Das drahtlose IC-Bauelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem eine relative dielektrische Konstante des dielektrischen Körpers 300 oder höher ist.
Das drahtlose IC-Bauelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem eine Betriebsfrequenz des drahtlosen IC-Chips 300 MHz oder höher ist.