DE112009002399T5

DE112009002399T5 - Funk-IC-Bauelement

Info

Publication number: DE112009002399T5
Application number: DE112009002399T
Authority: DE
Inventors: Noboru Kato; Nobuo IKEMOTO
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2008-10-29
Filing date: 2009-10-14
Publication date: 2012-08-16
Anticipated expiration: 2029-10-15
Also published as: DE112009002399B4; CN102197537A; CN102197537B; WO2010050361A1; US20110186641A1; JPWO2010050361A1; JP4525869B2; US8177138B2

Abstract

Es wird ein Funk-IC-Bauelement geschaffen, das eine hohe Effizienz beim Übertragen von Signalen von einer Funk-IC an eine Strahlungsstruktur aufweist. Ein Funk-IC-Bauelement (130) umfasst einen Funk-IC-Chip (5), der Funksignale verarbeitet, eine Hilfselektrodenstruktur (110), die mit dem Funk-IC-Chip (5) verbunden und aus einer schleifenförmigen Elektrode (112) gebildet ist, und eine Strahlungselektrodenstruktur (100), die aus einer Magnetfeld-Strahlungselektrode (103), die eine Resonanzfrequenz f1 aufweist, und einer Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode (105), die eine Resonanzfrequenz f2 aufweist, gebildet ist. Die schleifenförmige Elektrode (112) der Hilfselektrodenstruktur (110) ist durch einen Kondensator an einen Maximalspannungsabschnitt der Magnetfeld-Strahlungselektrode (103) gekoppelt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Funk-IC-Bauelemente, die aus einer Funk-IC und einer Strahlungselektrodenstruktur zusammengesetzt sind, und insbesondere auf ein Funk-IC-Bauelement, das in einem RFID-System (RFID = Radio Frequency Identification = Funkfrequenzidentifikation) verwendet wird.
Stand der Technik
In den letzten Jahren sind RFID-Systeme, bei denen eine Lese-/Schreibvorrichtung, die ein Induktionsfeld generiert, und ein IC-Etikett (im Folgenden als ein Funk-IC-Bauelement bezeichnet), das an einem Artikel befestigt ist und vorbestimmte Informationen speichert, miteinander in einem kontaktfreien Verfahren unter Verwendung eines elektromagnetischen Feldes kommunizieren, um die vorbestimmten Informationen zu übertragen, als Artikelverwaltungssystem entwickelt worden.
In einem solchen RFID-System verwendete Funk-IC-Bauelemente umfassen einen Funk-IC-Chip, der ein vorbestimmtes Funksignal verarbeitet, und eine Strahlungselektrodenstruktur, die ein Senden und Empfangen des Funksignals durchführt, und es ist ein Funk-IC-Bauelement bekannt, das beispielsweise in der internationalen Patentanmeldung Nr. WO 2007/083574 (Patentdokument 1) beschrieben ist.
Das Funk-IC-Bauelement in Patentdokument 1 umfasst einen Funk-IC-Chip, eine Speiseschaltungsplatine mit dem darauf angebrachten Funk-IC-Chip, die mit einer Speiseschaltung versehen ist, welche eine Resonanzschaltung mit einer vorbestimmten Resonanzfrequenz umfasst, und eine Strahlungselektrodenstruktur, die an der unteren Oberfläche der Speiseschaltungsplatine befestigt ist und die ein von der Speiseschaltung zugeführtes Sendesignal abstrahlt und ein Empfangssignal empfängt und der Speiseschaltung zuführt. Das Funk-IC-Bauelement ist so entworfen, dass die Resonanzfrequenz der Resonanzschaltung der Speiseschaltungsplatine im Wesentlichen der Frequenz der Sende-/Empfangssignale entspricht, und weist somit eine sehr stabile Frequenzcharakteristik auf.
Bei dem in Patentdokument 1 beschriebenen Funk-IC-Bauelement wird die Frequenz der von der Strahlungselektrodenstruktur gesendeten/empfangenen Funksignale im Wesentlichen in der Speiseschaltung der Speiseschaltungsplatine bestimmt und ist somit nahezu unabhängig von der Größe oder Form der Strahlungselektrodenstruktur. Zusätzlich wird in Patentdokument 1 eine Technik zum Implementieren des Funk-IC-Chips auf einer starren Speiseschaltungsplatine und Aneinanderkoppeln der Speiseschaltung und der Strahlungselektrodenstruktur durch ein Magnetfeld oder ein elektrisches Feld als eine Technik zum Verbessern einer einfachen Implementierung des Funk-IC-Chips auf der Strahlungselektrodenstruktur offenbart.
Jedoch kann in dem Fall, in dem die Speiseschaltungsplatine und die Strahlungselektrodenstruktur durch ein Magnetfeld oder ein elektrisches Feld aneinander gekoppelt sind, wenn die Positionsgenauigkeit zum Anbringen der Speiseschaltungsplatine auf der Strahlungselektrodenstruktur reduziert ist, eine Übertragungseffizienz für Signalenergie von der Speiseschaltung zu der Strahlungselektrodenstruktur oder von der Strahlungselektrodenstruktur zu der Speiseschaltung, d. h. eine Effizienz beim Übertragen von Signalen von dem Funk-IC-Chip zu der Strahlungselektrodenstruktur oder von der Strahlungselektrodenstruktur zu dem Funk-IC-Chip, reduziert sein.
Patentdokument 1: Internationale Patentanmeldung Nr. WO 2007/083 574
Technische Aufgabe
Die vorliegende Erfindung erfolgt angesichts der oben beschriebenen Situation. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Funk-IC-Bauelement zu schaffen, das in der Lage ist, eine Übertragungseffizienz für Signalenergie von einer Funk-IC zu einer Strahlungselektrodenstruktur oder von der Strahlungselektrodenstruktur zu der Funk-IC zu verbessern.
Lösung der Aufgabe
Das heißt, ein Funk-IC-Bauelement gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es eine Funk-IC, die Funksignale verarbeitet, eine Hilfselektrodenstruktur, die mit der Funk-IC verbunden ist, und eine Strahlungselektrodenstruktur, die an die Hilfselektrodenstruktur gekoppelt ist und die Funksignale abstrahlt, umfasst. Ein Teil der Hilfselektrodenstruktur ist durch einen Kondensator an einen Maximalspannungsabschnitt in der Strahlungselektrodenstruktur gekoppelt.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Da ein Teil der Hilfselektrodenstruktur kapazitiv an einen Maximalspannungsabschnitt in der Strahlungselektrodenstruktur gekoppelt ist, d. h. einer Umgebung eines Punktes, wo die nahezu maximale Spannung erreicht wird, wenn ein Signal in die Strahlungselektrodenstruktur gespeist wird, kann gemäß dem Funk-IC-Bauelement der vorliegenden Erfindung eine Übertragungseffizienz für Signalenergie von der Funk-IC zu der Strahlungselektrodenstruktur oder von der Strahlungselektrodenstruktur zu der Funk-IC verbessert werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1(A) bis 1(D) sind schematische Diagramme eines Funk-IC-Bauelementes gemäß Ausführungsbeispiel 1, 1(A) ist eine schematische Draufsicht auf eine Strahlungselektrodenstruktur, 1(B) ist eine schematische Draufsicht auf eine Hilfselektrodenstruktur, 1(C) ist eine schematische Draufsicht auf ein elektromagnetisches Kopplungsmodul, und 1(D) ist eine schematische Draufsicht auf ein Hilfsbauelement.
2(A) bis 2(C) sind schematische Diagramme des Funk-IC-Bauelementes gemäß Ausführungsbeispiel 1, 2(A) ist eine schematische Draufsicht auf das Funk-IC-Bauelement, 2(B) ist eine Schnittansicht durch I-I in 2(A), und 2(C) ist eine schematische Schnittansicht des elektromagnetischen Kopplungsmoduls.
3 ist ein Ersatzschaltbild, das eine Speiseschaltung des Funk-IC-Bauelementes gemäß Ausführungsbeispiel 1 darstellt.
4 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die das elektromagnetische Kopplungsmodul des Funk-IC-Bauelementes gemäß Ausführungsbeispiel 1 darstellt.
5 ist ein Diagramm, das eine Frequenzcharakteristik eines Strahlungsgewinns des Funk-IC-Bauelementes gemäß Ausführungsbeispiel 1 darstellt.
6 ist eine auseinandergezogene Draufsicht, die einen Schichtaufbau der Speiseschaltungsplatine des Funk-IC-Bauelementes gemäß Ausführungsbeispiel 1 darstellt.
7 ist eine schematische Draufsicht, die eine Modifikation des Funk-IC-Bauelementes gemäß Ausführungsbeispiel 1 darstellt.
8 ist eine schematische Draufsicht, die eine weitere Modifikation des Funk-IC-Bauelementes gemäß Ausführungsbeispiel 1 darstellt.
9 ist eine schematische Draufsicht, die wiederum eine weitere Modifikation des Funk-IC-Bauelementes gemäß Ausführungsbeispiel 1 darstellt.
10 ist eine schematische Draufsicht auf ein Hilfsbauelement eines Funk-IC-Bauelementes gemäß Ausführungsbeispiel 2.
11 ist eine schematische Draufsicht auf ein Hilfsbauelement eines Funk-IC-Bauelementes gemäß Ausführungsbeispiel 3.
12(A) bis 12(C) sind schematische Diagramme eines Funk-IC-Bauelementes gemäß Ausführungsbeispiel 4, 12(A) ist eine schematische Draufsicht auf eine Strahlungselektrodenstruktur, 12(B) ist eine schematische Draufsicht auf ein Hilfsbauelement, und 12(C) ist eine schematische Draufsicht auf das Funk-IC-Bauelement.
13(A) bis 13(C) sind schematische Diagramme eines Funk-IC-Bauelementes gemäß Ausführungsbeispiel 5, 13(A) ist eine schematische Draufsicht auf eine Strahlungselektrodenstruktur, 13(B) ist eine schematische Draufsicht auf ein Hilfsbauelement, und 13(C) ist eine schematische Draufsicht auf das Funk-IC-Bauelement.
14(A) bis 14(C) sind schematische Diagramme eines Funk-IC-Bauelementes gemäß Ausführungsbeispiel 6, 14(A) ist eine schematische Draufsicht auf eine Strahlungselektrodenstruktur, 14(B) ist eine schematische Draufsicht auf ein Hilfsbauelement, und 14(C) ist eine schematische Draufsicht auf das Funk-IC-Bauelement.
15(A) bis 15(C) sind schematische Diagramme eines Funk-IC-Bauelementes gemäß Ausführungsbeispiel 7, 15(A) ist eine schematische Draufsicht auf eine Strahlungselektrodenstruktur, 15(B) ist eine schematische Draufsicht auf ein Hilfsbauelement, und 15(C) ist eine schematische Draufsicht auf das Funk-IC-Bauelement.
16(A) bis 16(C) sind schematische Diagramme eines Funk-IC-Bauelementes gemäß Ausführungsbeispiel 8, 16(A) ist eine schematische Draufsicht auf eine Strahlungselektrodenstruktur, 16(B) ist eine schematische Draufsicht auf ein Hilfsbauelement, und 16(C) ist eine schematische Draufsicht auf das Funk-IC-Bauelement.
17(A) bis 17(C) sind schematische Diagramme eines Funk-IC-Bauelementes gemäß Ausführungsbeispiel 9, 17(A) ist eine schematische Draufsicht auf eine Strahlungselektrodenstruktur, 17(B) ist eine schematische Draufsicht auf ein Hilfsbauelement, und 17(C) ist eine schematische Draufsicht auf das Funk-IC-Bauelement.
18 ist eine schematische Schnittansicht eines Hauptteils eines Funk-IC-Bauelementes gemäß Ausführungsbeispiel 10.
Im Folgenden wird das Funk-IC-Bauelement der vorliegenden Erfindung auf Basis spezifischer Ausführungsbeispiele beschrieben. Es wird angemerkt, dass in jeder Figur, die ein Ausführungsbeispiel oder eine Modifikation darstellt, dasselbe Bauglied oder Teil mit einem gemeinsamen Bezugszeichen bezeichnet ist und auf eine wiederholte Beschreibung verzichtet wird.
(Ausführungsbeispiel 1, siehe Fig. 1 bis Fig. 9)
Wie in 1 und 2 dargestellt, umfasst ein Funk-IC-Bauelement 130 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ein elektromagnetisches Kopplungsmodul 120, das einen Funk-IC-Chip 5 enthält, der Funksignale verarbeitet, eine Hilfselektrodenstruktur 110, die mit dem elektromagnetischen Kopplungsmodul 120 verbunden ist, und eine Strahlungselektrodenstruktur 100, die an die Hilfselektrodenstruktur 110 gekoppelt ist und Funksignale abstrahlt.
Genauer gesagt, ist die Strahlungselektrodenstruktur 100, wie in 1(A) dargestellt, als Antennenstruktur eines Magnetfeld-Elektrisches-Feld-Kopplungstyps gebildet, bei der eine Magnetfeld-Strahlungselektrode 103, die zu einer Schleifenkonfiguration gebildet ist und eine vorbestimmte Resonanzfrequenz f1 aufweist, und eine Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode 105, die zu einer Dipol-Konfiguration gebildet ist und eine vorbestimmte Resonanzfrequenz f2 aufweist, durch einen Kopplungsabschnitt 104 aneinander gekoppelt sind. Die Magnetfeld-Strahlungselektrode 103 und die Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode 105 sind durch Strukturieren eines Metallmaterials auf einem zweiten Trägerkörper 101 zu einer vorbestimmten Form gebildet.
Die Magnetfeld-Strahlungselektrode 103 ist durch Verbinden eines geraden Abschnittes 103a, eines geraden Abschnittes 103b, eines geraden Abschnittes 103c, eines geraden Abschnittes 103d und eines geraden Abschnittes 103e in einer kreisförmigen Struktur zu einer Schleifenkonfiguration gebildet. Ein Öffnungsseiten-Endteil des geraden Abschnittes 103a und ein Öffnungsseiten-Endteil des geraden Abschnittes 103e liegen einander mit einem vorbestimmten Abstand 106 dazwischen gegenüber. Außerdem ist die Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode 105 durch Verbinden eines Abschnittes mit großer Breite 105a, eines geraden Abschnittes 105b und eines Abschnittes mit großer Breite 105c in einer linearen Struktur zu einer Dipol-Konfiguration gebildet.
In diesem Fall unterscheidet sich die Resonanzfrequenz f1 der Magnetfeld-Strahlungselektrode 103 bevorzugt von der Resonanzfrequenz f2 der Eiektrisches-Feld-Strahlungselektrode 105. Das heißt, wenn die Resonanzfrequenz f1 und die Resonanzfrequenz f2 sich voneinander unterscheiden (f1 ≠ f2) und die Magnetfeld-Strahlungselektrode 103 und die Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode 105 aneinander gekoppelt sind, kann eine Frequenzcharakteristik der Strahlungselektrodenstruktur 100 mit breiterer Bandbreite gestaltet sein. Es wird angemerkt, dass die Kopplung der Magnetfeld-Strahlungselektrode 103 an die Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode 105 durch elektrische Direktkopplung oder Kopplung durch ein Magnetfeld oder ein elektrisches Feld erreicht werden kann. Es wird angemerkt, dass die Magnetfeld-Strahlungselektrode 103 und die Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode 105, die die Strahlungselektrodenstruktur 100 bilden, Antennenstrukturen sind, die in der Nähe der Frequenz der Funksignale in Resonanz sind. Die Magnetfeld-Strahlungselektrode 103 ist eine Strahlungselektrode, die beim Senden und Empfangen der Funksignale hauptsächlich ein Magnetfeld verwendet, und eine elektrische Länge L1 derselben (die elektrische Länge von einem Ende der schleifenförmigen Magnetfeld-Strahlungselektrode 103 zu dem anderen Ende) entspricht einer Wellenlänge λ1 in der Resonanzfrequenz f1 (L1 = λ1). Außerdem ist die Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode 105 eine Strahlungselektrode, die beim Senden und Empfangen der Funksignale hauptsächlich ein elektrisches Feld verwendet, und ist so entworfen, dass eine elektrische Länge L2 derselben (die elektrische Länge von einem Ende der Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode 105 mit Dipol-Konfiguration zu dem anderen Ende) einer Hälfte einer Wellenlänge λ2 in der Resonanzfrequenz f2 entspricht (L2 = λ2/2).
Wie in 1(B) dargestellt, ist die Hilfselektrodenstruktur 110 aus einer schleifenförmigen Elektrode 112 gebildet, die mit dem auf einem ersten Trägerkörper 111 bereitgestellten Metallmaterial strukturiert ist. Zusätzlich ist die schleifenförmige Elektrode 112 durch Verbinden eines geraden Abschnittes 112a, eines geraden Abschnittes 112b, eines geraden Abschnittes 112c, eines geraden Abschnittes 112d und eines geraden Abschnittes 112e in einer kreisförmigen Struktur zu einer Schleifenkonfiguration gebildet. Ein Öffnungsseiten-Endteil des geraden Abschnittes 112a und ein Öffnungsseiten-Endteil des geraden Abschnittes 112e liegen einander mit einem vorbestimmten Abstand 116 dazwischen gegenüber.
Es wird angemerkt, dass der erste Trägerkörper, der die Hilfselektrodenstruktur bildet, und der zweite Trägerkörper, der die Strahlungselektrodenstruktur bildet, eine flexible Platine wie etwa ein PET-Film anstelle einer starren Platine wie etwa einer gedruckten Verdrahtungsplatine sein können. Gleichartig dazu können die schleifenförmige Elektrode, die die Hilfselektrodenstruktur bildet, die Magnetfeld-Strahlungselektrode, die die Strahlungselektrodenstruktur bildet, und die Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode selbst aus einem flexiblen Material wie etwa einer Metallfolie hergestellt sein, anstelle eines starren Materials wie etwa eines Sintermetalls oder einer Metallplatte. Im Hinblick auf die Anbringung an verschiedene Artikel sind der erste Trägerkörper und der zweite Trägerkörper bevorzugt eine flexible Lage wie etwa ein PET-Film.
Außerdem ist das in 1(C) dargestellte elektromagnetische Kopplungsmodul 120 in der Nähe eines Öffnungsseiten-Endteils des geraden Abschnittes 112a und eines Öffnungsseiten-Endteils des geraden Abschnittes 112e der schleifenförmigen Elektrode 112, d. h. in der Nähe der Endteile, die einander mit dem Abstand 116 dazwischen gegenüberliegen, angeordnet, um ein Hilfsbauelement 118 zu bilden. Das heißt, das Hilfsbauelement 118 ist aus der auf dem ersten Trägerkörper 111 gebildeten schleifenförmigen Elektrode 112 und ferner dem an der vorbestimmten Position angebrachten elektromagnetischen Kopplungsmodul 120 gebildet.
Zusätzlich ist, wie in 2(A) dargestellt, das Hilfsbauelement 118 so an der Strahlungselektrodenstruktur 100 befestigt, dass ein Teil der schleifenförmigen Elektrode 112 in der Hilfselektrodenstruktur 110 durch einen Kondensator an einen Maximalspannungsabschnitt in der Strahlungselektrodenstruktur 100 gekoppelt ist. Das heißt, der erste Trägerkörper 111 ist so an dem zweiten Trägerkörper 101 befestigt, dass ein Teil der schleifenförmigen Elektrode 112 kapazitiv an einen Maximalspannungsabschnitt in der Magnetfeld-Strahlungselektrode 103 gekoppelt ist. Genauer gesagt, sind das Hilfsbauelement 118 und die Strahlungselektrodenstruktur 100 in der Nähe eines Punktes (eines Maximalspannungspunktes) auf der Strahlungselektrodenstruktur 100 aneinander gekoppelt, an dem eine im Wesentlichen maximale Spannung erhalten wird, wenn Funksignale eingespeist werden. Das heißt, der gerade Abschnitt 112a und der gerade Abschnitt 112e der schleifenförmigen Elektrode 112 sind jeweils kapazitiv an den geraden Abschnitt 103a und den geraden Abschnitt 103e der Magnetfeld-Strahlungselektrode 103 gekoppelt. In diesem Fall befinden sich der gerade Abschnitt 103a und der gerade Abschnitt 103e der Magnetfeld-Strahlungselektrode 103 in der Nähe (Abschnitte, die einander mit dem Abstand 106 dazwischen gegenüberliegen) der Öffnungsseiten-Endteile der Magnetfeld-Strahlungselektrode 103 und befinden sich in der Region, wo eine im Wesentlichen maximale Spannung erhalten wird, wenn Funksignale eingespeist werden. Wenn die Hilfselektrodenstruktur 110 und die Strahlungselektrodenstruktur 101 in dieser Region kapazitiv gekoppelt sind, kann somit die Übertragungseffizienz für Signalenergie von dem Funk-IC-Chip 5 zu der Strahlungselektrodenstruktur 101 oder von der Strahlungselektrodenstruktur 101 zu dem Funk-IC-Chip 5 verbessert werden.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die schleifenförmige Elektrode 112 der Hilfselektrodenstruktur 110 so angeordnet, dass sie sich elektrisch sowohl zu der Magnetfeld-Strahlungselektrode 103 als auch zu der Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode 105 erstreckt. Wie oben beschrieben, ist die schleifenförmige Elektrode 112 so angeordnet, dass der gerade Abschnitt 112a und der gerade Abschnitt 112e derselben jeweils kapazitiv an den geraden Abschnitt 103a und den geraden Abschnitt 103e der Magnetfeld-Strahlungselektrode 103 gekoppelt sind. Außerdem ist der gerade Abschnitt 112c der schleifenförmigen Elektrode 112 so angeordnet, dass er durch ein Magnetfeld an den geraden Abschnitt 103c der Magnetfeld-Strahlungselektrode 103 gekoppelt ist. Zusätzlich ist der gerade Abschnitt 103c der Magnetfeld-Strahlungselektrode 103 durch den Kopplungsabschnitt 104 an den geraden Abschnitt 105b der Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode 105 gekoppelt, und der Stromwert in dem geraden Abschnitt 103c der Magnetfeld-Strahlungselektrode 103 ist im Wesentlichen gleich dem Stromwert an dem Mittelteil der Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode 105. Daher lässt sich bei der vorliegenden Erfindung auch sagen, dass die schleifenförmige Elektrode 112 der Hilfselektrodenstruktur 110 so angeordnet ist, dass sie sich elektrisch sowohl zu der Magnetfeld-Strahlungselektrode 103 als zu auch der Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode 105 erstreckt.
Außerdem weist die schleifenförmige Elektrode 112 der Hilfselektrodenstruktur 110 einen Teil (Maximalstromabschnitt), an dem ein maximaler Stromwert erhalten wird, und einen Teil (Maximalspannungsabschnitt) auf, an dem ein maximaler Spannungswert erhalten wird, wenn die Funksignale eingespeist werden. Das heißt, ein Bereich in der Nähe der Öffnungs-Endteile der schleifenförmigen Elektrode 112 (ein Bereich in der Nähe des geraden Abschnittes 112a und des geraden Abschnittes 112e) wird zu einem Maximalspannungsabschnitt, und der diesem gegenüberliegende Teil, d. h. der gerade Abschnitt 112c, wird zu einem Maximalstromabschnitt.
Andererseits weist die Magnetfeld-Strahlungselektrode 103 ebenfalls einen Teil (Maximalspannungsabschnitt) auf, an dem ein maximaler Spannungswert erhalten wird, wenn die Funksignale eingespeist werden, und die Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode 105 weist ebenfalls einen Teil (Maximalstromabschnitt) auf, an dem ein maximaler Stromwert erhalten wird, wenn die Funksignale eingespeist werden. Das heißt, bei der Magnetfeld-Strahlungselektrode 103 wird ein Bereich, wo die Teile einander über den Abstand 106 hinweg gegenüberliegen, d. h. ein Bereich in der Nähe des geraden Abschnittes 103a und des geraden Abschnittes 103e, zum Maximalspannungsabschnitt, und der Teil, der dem Abstand 106 gegenüberliegt, das heißt, ein Bereich in der Nähe des geraden Abschnittes 103c, wird zum Maximalstromabschnitt. Zusätzlich wird bei der Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode 105 ein Bereich in der Nähe beider Endteile (des Abschnittes mit großer Breite 105a und des Abschnittes mit großer Breite 105c) derselben der Maximalspannungsabschnitt, und ein Bereich in der Nähe des zentralen Teils (des geraden Abschnittes 105b) derselben wird zum Maximalstromabschnitt.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist der Teil in der Magnetfeld-Strahlungselektrode 103, der an die Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode 105 gekoppelt ist, einen Stromwert im Wesentlichen gleich demjenigen an dem Maximalstromabschnitt der Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode 105 auf. Somit ist der Maximalstromabschnitt der schleifenförmigen Elektrode 112, die die Hilfselektrodenstruktur 110 bildet, durch ein Magnetfeld an den Maximalstromabschnitt der Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode 105 gekoppelt, und der Maximalspannungsabschnitt der schleifenformigen Elektrode 112, die die Hilfselektrodenstruktur 110 bildet, ist kapazitiv an den Maximalspannungsabschnitt der Magnetfeld-Strahlungselektrode 103 gekoppelt. Als Ergebnis ist die Energieübertragungseffizienz für Signale signifikant verbessert, und somit kann, auch wenn die Anbringungsposition des Hilfsbauelementes 118 auf der Strahlungselektrodenstruktur 100 variiert, ausreichende Signalenergie übertragen werden.
Wie in 2(C) dargestellt, weist das elektromagnetische Kopplungsmodul 120 eine Konfiguration auf, bei der der Funk-IC-Chip 5 mit einem Verbindungsmittel 7 wie etwa Lot dazwischen auf einer Speiseschaltungsplatine 10 angebracht ist, die eine Speiseschaltung aufweist, welche zumindest eine Spulenstruktur enthält, und ferner der Funk-IC-Chip 5 mit einem Dichtungselement 15 wie etwa Harz abgedichtet ist.
Wie als Ersatzschaltbild in 3 dargestellt, umfasst die Speiseschaltungsplatine 10 eine Speiseschaltung 11, die eine Resonanzschaltung/Anpassungsschaltung aufweist, welche Induktivitätselemente L1 und L2 enthält, die voneinander verschiedene Induktivitätswerte aufweisen und mit entgegengesetzten Phasen (angezeigt durch eine wechselseitige Induktivität M) magnetisch aneinander gekoppelt sind.
Der Funk-IC-Chip 5 enthält eine Taktschaltung, eine Logikschaltung, eine Speicherschaltung usw. und speichert notwendige Informationen darin. An der unteren Oberfläche des Funk-IC-Chips 5 sind ein Paar von Eingangs-/Ausgangs-Anschlusselektroden (nicht gezeigt) und ein Paar von Anschlusselektroden zur Anbringung (nicht gezeigt) bereitgestellt. Wie in 4 dargestellt, sind die Eingangs-/Ausgangs-Anschlusselektroden mit einem Metallhöcker oder dergleichen dazwischen elektrisch mit Speiseanschlusselektroden 42a und 42b verbunden, die auf der Speiseschaltungsplatine 10 gebildet sind, und die Anschlusselektroden zur Anbringung sind mit einem Metallhöcker oder dergleichen dazwischen elektrisch mit Anbringungselektroden 43a und 43b verbunden. Es wird angemerkt, dass der Funk-IC-Chip durch einstückiges Bilden mit der Hilfselektrodenstruktur 110 gebildet sein kann, anstatt zu einer Chip-Form gebildet zu sein.
Die in der Speiseschaltung 11 enthaltenen Induktivitätselemente L1 und L2 sind in einer entgegengesetzten Phase aneinander gekoppelt und sind bei der Frequenz von Signalen in Resonanz, die der Funk-IC-Chip 5 verarbeitet. Zusätzlich ist das elektromagnetische Kopplungsmodul 120 mit einem Haftmittel oder dergleichen dazwischen an einer vorbestimmten Position auf der Hilfselektrodenstruktur 110 angebracht, und die Speiseschaltung 11 ist durch ein elektromagnetisches Feld an den Öffnungs-Endteil des geraden Abschnittes 112a und den Öffnungs-Endteil des geraden Abschnittes 112e in der schleifenförmigen Elektrode 112 der Hilfselektrodenstruktur 110 gekoppelt. Es ist wünschenswert, die Speiseschaltung 11 dazu zu konfigurieren, eine Anpassung zwischen der Impedanz (typischerweise 50 Ω) des Funk-IC-Chips 5 und der Impedanz (Raumimpedanz 377 Ω) der Strahlungselektrodenstruktur 100 zu erreichen.
Daher dient die Speiseschaltung 11 zum Senden eines Sendesignals mit einer vorbestimmten Frequenz, das von dem Funk-IC-Chip 5 durch die Hilfselektrodenstruktur 110 zu der Strahlungselektrodenstruktur 100 gesendet wird, zum Auswählen eines Empfangssignals mit einer vorbestimmten Frequenz aus Signalen, die von der Strahlungselektrodenstruktur 100 empfangen worden sind und durch die Hilfselektrodenstruktur 110 hindurchgeführt worden sind, und zum Zuführen des ausgewählten Signals an den Funk-IC-Chip 5. Folglich wird bei dem Funk-IC-Bauelement 130 der Funk-IC-Chip 5 von einem Signal betrieben, das von der Strahlungselektrodenstruktur 100 empfangen wird, und ein Antwortsignal von dem Funk-IC-Chip 5 wird von der Strahlungselektrodenstruktur 100 nach außen abgestrahlt.
Die Magnetfeld-Strahlungselektrode 103, die die Strahlungselektrodenstruktur 100 bildet, weist eine vorbestimmte Länge von dem Öffnungs-Endteil des geraden Abschnittes 103a zu dem Öffnungs-Endteil des geraden Abschnittes 103e und eine vorbestimmte Resonanzfrequenz auf, die dieser elektrischen Länge entspricht. Gleichartig dazu weist die Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode 105 eine vorbestimmte Resonanzfrequenz auf, die der elektrischen Länge entspricht. In diesem Fall, wenn die Resonanzfrequenz der Magnetfeld-Strahlungselektrode 103 f1 ist und die Resonanzfrequenz der Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode 105 f2 ist, wird es bevorzugt, die Magnetfeld-Strahlungselektrode 103 so zu entwerfen, dass f1 eine niedrigere Resonanzfrequenz als f2 aufweist. Das heißt, wenn die Magnetfeld-Strahlungselektrode 103 und die Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode 105 getrennt betrachtet werden, wird es bevorzugt, die Magnetfeld-Strahlungselektrode 103 so zu entwerfen, dass die elektrische Länge derselben gleich oder größer als die elektrische Länge der Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode 105 ist.
Außerdem sind bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Magnetfeld-Strahlungselektrode 103 und die Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode 105 durch den Kopplungsabschnitt 104 so verbunden, dass die elektrische Leitung dazwischen zugelassen wird. Bevorzugt ist der Verbindungsabschnitt zwischen der Magnetfeld-Strahlungselektrode 103 und der Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode 105 ein Punkt, an dem der durch die Magnetfeld-Strahlungselektrode 103 fließende Strom und der durch die Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode 105 fließende Strom maximal werden. Daher breitet sich ein von dem elektromagnetischen Kopplungsmodul 120 gesendetes Signal durch die Magnetfeld-Strahlungselektrode 103 aus und wird an die Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode 105 gesendet. Durch Verwendung eines Punktes, an dem die Ströme beider Elektroden maximal werden, als Verbindungspunkt kann die Kopplung der beiden Elektroden weitergehend verbessert werden, wodurch die Übertragungseffizienz für Signale verbessert werden kann.
Von der Magnetfeld-Strahlungselektrode 103 wird dann ein Teil des Signals als Magnetfeld bezüglich des Funk-IC-Bauelementes 130 nach außen abgestrahlt. Außerdem wird von der Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode 105 ein Signal als elektrisches Feld nach außen abgestrahlt.
5 stellt eine Frequenzcharakteristik eines Strahlungsgewinns des Funk-IC-Bauelementes 130 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel dar. 5 zeigt deutlich, dass ein hoher Strahlungsgewinn von 1,5 dB oder höher über ein breites Band, das ein Frequenzband von 100 MHz ist, zwischen der Resonanzfrequenz, die durch die Magnetfeld-Strahlungselektrode 103 bewirkt wird, und der Resonanzfrequenz, die durch die Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode 105 bewirkt wird, in dem Zustand, in dem die Magnetfeld-Strahlungselektrode 103 und die Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode 105 aneinander gekoppelt sind, erhalten wird. Es wird angemerkt, dass eine Markierung 1 und eine Markierung 2 in 5 die obere Grenze bzw. die untere Grenze von Frequenzen anzeigen, die in RFID im UHF-Band zu verwenden sind.
Außerdem kann, wenn die Frequenz eines Signals, das die Magnetfeld-Strahlungselektrode 103 sendet und empfängt, f0 ist, ein ausreichender Strahlungsgewinn in einer vorbestimmten Signalfrequenz f0 erhalten werden, indem die Frequenz f0 auf einen Wert zwischen der Frequenz f1' (0,86 GHz) der Markierung 1 und der Frequenz f2' (0,96 GHz) der Markierung 2 eingestellt wird. Zusätzlich kann das Funk-IC-Bauelement auch dann, wenn es in den Frequenzen f1' und f2' aufgrund von Schwankungen bei der Fertigung der Magnetfeld-Strahlungselektrode 103 und der Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode 105 einige Abweichungen gibt, ohne Schwierigkeiten bei einer Frequenz zwischen den beiden Frequenzen f1' und f2' betrieben werden, wodurch die Zuverlässigkeit des Funk-IC-Bauelementes verbessert wird.
Übrigens sind die Magnetfeld-Strahlungselektrode 103 und die Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode 105 durch den Kopplungsabschnitt 104 miteinander verbunden, und somit wird, wenn die Magnetfeld-Strahlungselektrode 103 und die Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode 105 aneinander gekoppelt sind, die Resonanzfrequenz f2 der Strahlungselektrodenstruktur 100 niedriger als der für die Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode 105 allein angegebene Entwurfswert. Daher wird es bevorzugt, die Resonanzfrequenz f1 der Magnetfeld-Strahlungselektrode 103 allein niedriger zu entwerfen als die Resonanzfrequenz f2 der Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode 105. Dies ermöglicht es, dass das Funk-IC-Bauelement 130 in einem Band der Frequenzen f1' und f2' eine ausreichende Strahlungscharakteristik aufweist. Zusätzlich wird es bevorzugt, die Resonanzfrequenz f1 der Magnetfeld-Strahlungselektrode 103 allein höher zu entwerfen als die Resonanzfrequenz der Resonanzschaltung, die die Speiseschaltung 11 aufweist. Wie oben beschrieben, wird die Resonanzfrequenz f1 der Magnetfeld-Strahlungselektrode 103 niedrig, wenn die Magnetfeld-Strahlungselektrode 103 an die Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode 105 gekoppelt ist. Daher kann, wenn die Resonanzfrequenz f1 der Magnetfeld-Strahlungselektrode 103 allein höher entworfen ist als die Resonanzfrequenz f0 der Resonanzschaltung, die Resonanzfrequenz f0 so eingestellt sein, dass sie in dem Band der Frequenzen f1' und f2' liegt, während die Magnetfeld-Strahlungselektrode 103 arbeitet, das heißt, in dem Zustand, in dem die Magnetfeld-Strahlungselektrode 103 und die Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode 105 aneinander gekoppelt sind. Somit kann eine stabile Kommunikation mit einem hohen Strahlungsgewinn erreicht werden. Es wird angemerkt, dass die Resonanzfrequenz f2 der Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode 105 mit Bezug auf die Wellenlänge λ des Signals bevorzugt weniger als λ/2 ist.
Wie oben beschrieben, stellt bei dem Funk-IC-Bauelement 130 die auf der Speiseschaltungsplatine 10 bereitgestellte Speiseschaltung 11 eine Resonanzfrequenz für das Signal ein, und die Resonanzfrequenz befindet sich zwischen der Resonanzfrequenz der Magnetfeld-Strahlungselektrode 103 und der Resonanzfrequenz der Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode 105. Daher arbeitet das Funk-IC-Bauelement 130 auch dann unverändert, wenn das Funk-IC-Bauelement 130 an verschiedenen Artikeln befestigt ist, und die Variation in der Strahlungscharakteristik wird unterdrückt. Somit besteht keine Notwendigkeit, den Entwurf der Strahlungselektrodenstruktur 100 für jeden einzelnen Artikel zu verändern. Außerdem entsprechen die Frequenz eines Sendesignals, das von der Strahlungselektrodenstruktur 100 abgestrahlt wird, und die Frequenz eines Empfangssignals, das dem Funk-IC-Chip 5 zugeführt wird, im Wesentlichen der Resonanzfrequenz der Speiseschaltung 11 in der Speiseschaltungsplatine 10. Da die Frequenz des Sende-/Empfangs-Signals in der Speiseschaltung 10 bestimmt wird, kann eine stabile Frequenzcharakteristik beispielsweise auch dann ohne Veränderung der Frequenzcharakteristik, unabhängig von der Form, Größe, Anordnungsbeziehung oder dergleichen der Magnetfeld-Strahlungselektrode 103 und der Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode 105 erhalten werden, wenn das Funk-IC-Bauelement 130 gerundet oder zwischen Dielektrika gehalten ist.
Es wird angemerkt, dass der Kopplungsgrad zwischen der Magnetfeld-Strahlungselektrode 103 und der Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode 105 in dem Kopplungsabschnitt 104 durch die Breite der Elektroden und den Abstand dazwischen in den Kopplungsabschnitt 104 beeinflusst wird. Das heißt, mit einer Erhöhung der Breite und des Abstandes verringert sich der Kopplungsgrad.
Als nächstes wird mit Bezug auf 6 eine Konfiguration der Speiseschaltungsplatine 10 besclvieben. Die Speiseschaltungsplatine 10 ist durch Laminieren, Verbinden durch Druck und Brennen von keramischen Lagen 41a bis 41h, die aus einem dielektrischen Material oder einem Magnetmaterial zusammengesetzt sind, gebildet. Eine Isolierungsschicht, die die Speiseschaltungsplatine 10 bildet, ist jedoch nicht auf eine keramische Lage begrenzt und kann beispielsweise aus einer Harzlage wie etwa einem wärmehärtenden Harz oder einem warmverformbaren Harz hergestellt sein. Auf der obersten Schichtlage 41a sind die Speiseanschlusselektroden 42a und 42b, die Anbringungselektroden 43a und 43b und Durchgangslochleiter 44a, 44b, 45a und 45b gebildet. Auf jeder der zweiten bis achten Schichtlagen 41b bis 41h sind Verdrahtungselektroden 46a und 46b gebildet, die jeweils Induktivitätselemente L1 und L2 bilden, und Durchgangslochleiter 47a, 47b, 48a und 48b sind nach Bedarf gebildet.
Durch Stapeln der oben genannten Lagen 41a bis 41h wird das Induktivitätselement L1 gebildet, bei dem die Verdrahtungselektrode 46a in einer Spiralform in dem Durchgangslochleiter 47a verbunden ist, und das Induktivitätselement L2 wird gebildet, bei dem die Verdrahtungselektrode 46b in einer Spiralform in dem Durchgangslochleiter 47b verbunden ist. Zusätzlich wird eine Kapazität zwischen den Verdrahtungselektroden 46a und 46b gebildet.
Ein Endteil 46a-1 der Verdrahtungselektrode 46a auf der Lage 41b ist durch den Durchgangslochleiter 45a mit der Speiseanschlusselektrode 42a verbunden, und ein Endteil 46a-2 der Verdrahtungselektrode 46a auf der Lage 41h ist durch die Durchgangslochleiter 48a und 45b mit der Speiseanschlusselektrode 42b verbunden. Ein Endteil 46b-1 der Verdrahtungselektrode 46b auf der Lage 41b ist durch den Durchgangslochleiter 44b mit der Speiseanschlusselektrode 42b verbunden, und ein Endteil 46b-2 der Verdrahtungselektrode 46b auf der Lage 41h ist durch die Durchgangslochleiter 48b und 44a mit der Speiseanschlusselektrode 42a verbunden.
Bei der oben beschriebenen Speiseschaltung 11 heben Magnetfelder, die in den Induktivitätselementen L1 und L2 generiert werden, einander auf, da die Induktivitätselemente L1 und L2 in entgegengesetzten Richtungen gewickelt sind. Da die Magnetfelder aufgehoben werden, ist es notwendig, die Länge der Verdrahtungselektroden 46a und 46b bis zu einem gewissen Grade zu erhöhen, um erwünschte Induktivitätswerte zu erhalten. Diese Erhöhung der Länge reduziert den Q-Wert, und somit geht die Steilheit der Resonanzcharakteristik verloren, wodurch eine breitere Bandbreite in der Nähe der Resonanzfrequenz erhalten werden kann.
Die Induktivitätselemente L1 und L2 sind so gebildet, dass sie sich jeweils an verschiedenen Positionen an der linken und rechten Seite befinden, wenn die Speiseschaltungsplatine 10 in perspektivischer Draufsicht gesehen wird. Zusätzlich liegen die in den Induktivitätselementen L1 und L2 generierten Magnetfelder in zueinander entgegengesetzten Richtungen. Bei dieser Konfiguration, wenn die Speiseschaltung 11 an den geraden Abschnitt 103a und den geraden Abschnitt 103e der Magnetfeld-Strahlungselektrode 103 gekoppelt ist, werden Ströme mit entgegengesetzten Richtungen in dem geraden Abschnitt 103a und dem geraden Abschnitt 103e angeregt, wodurch die Magnetfeld-Strahlungselektrode 103 ein Signal an die Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode 105 senden/von derselben empfangen kann.
Es wird angemerkt, dass bei diesem Ausführungsbeispiel die Position zum Anbringen des Hilfsbauelementes 118 auf der Strahlungselektrodenstruktur 100 nicht auf die in 2(A) angegebene Position begrenzt ist.
Beispielsweise kann, wie in 7 dargestellt, bei einem Funk-IC-Bauelement 130a das Hilfsbauelement 118, das durch Koppeln des elektromagnetischen Kopplungsmoduls 120 an die schleifenförmige Elektrode 112 gebildet ist, so angeordnet sein, dass es sich zu dem geraden Abschnitt 103d der Magnetfeld-Strahlungselektrode 103, die die Strahlungselektrodenstruktur 100 bildet, und zu dem Abschnitt mit großer Breite 105c der Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode 105 erstreckt. In diesem Fall ist der gerade Abschnitt 112c der schleifenförmigen Elektrode 112 kapazitiv an den Abschnitt mit großer Breite 105c gekoppelt, der ein Abschnitt mit maximalem elektrischem Feld der Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode 105 ist, und der gerade Abschnitt 112a und der gerade Abschnitt 112e der schleifenförmigen Elektrode 112 sind durch ein elektrisches Feld und ein Magnetfeld an den geraden Abschnitt 103d der Magnetfeld-Strahlungselektrode 103 gekoppelt.
Zusätzlich kann, wie in 8 dargestellt, bei einem Funk-IC-Bauelement 130b das Hilfsbauelement 118, das durch Koppeln des elektromagnetischen Kopplungsmoduls 120 an die schleifenförmige Elektrode 112 gebildet ist, so angeordnet sein, dass es sich zu dem geraden Abschnitt 103b der Magnetfeld-Strahlungselektrode 103, die die Strahlungselektrodenstruktur 100 bildet, und zu dem Abschnitt mit großer Breite 105a der Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode 105 erstreckt. In diesem Fall ist der gerade Abschnitt 112b der schleifenförmigen Elektrode 112 kapazitiv an den Abschnitt mit großer Breite 105a gekoppelt, der ein Abschnitt mit maximalem elektrischem Feld in der Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode 105 ist, und der gerade Abschnitt 112d der schleifenförmigen Elektrode 112 ist durch ein elektrisches Feld und ein Magnetfeld an den geraden Abschnitt 103b der Magnetfeld-Strahlungselektrode 103 gekoppelt.
Zusätzlich kann, wie in 9 dargestellt, bei einem Funk-IC-Bauelement 130c das Hilfsbauelement 118, das durch Koppeln des elektromagnetischen Kopplungsmoduls 120 an die schleifenförmige Elektrode 112 gebildet ist, so in der Strahlungselektrodenstruktur 100 angeordnet sein, dass der gerade Abschnitt 112a und der gerade Abschnitt 112e der schleifenförmigen Elektrode 112 kapazitiv an die geraden Abschnitte 103a und 103e gekoppelt sind, die Abschnitte mit maximalem elektrischem Feld in der Magnetfeld-Strahlungselektrode 103 sind, die die Strahlungselektrodenstruktur 100 bildet.
(Ausführungsbeispiel 2, siehe Fig. 10)
Wie in 10 dargestellt, unterscheidet sich ein Hilfsbauelement 210, das eine Komponente des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist, dadurch von dem Hilfsbauelement 118, das ein Bestandteil von Ausführungsbeispiel 1 ist, dass die Form einer schleifenförmigen Elektrode 212, die eine Hilfselektrodenstruktur 211 bildet, anders ist. Das heißt, die Form der schleifenförmigen Elektrode 212 ist nicht auf eine quadratische Form begrenzt und kann eine horizontal längliche Rechteckform sein wie bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Zusätzlich kann die Form der schleifenförmigen Elektrode 212 eine vertikal längliche Rechteckform, eine Rhomboidform, eine Kreisform oder eine elliptische Form sein.
(Ausführungsbeispiel 3, siehe Fig. 11)
Wie in 11 dargestellt, unterscheidet sich ein Hilfsbauelement 220, das ein Bestandteil des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist, dadurch von dem Hilfsbauelement 118, das ein Bestandteil von Ausführungsbeispiel 1 ist, dass die Form einer schleifenförmigen Elektrode 213, die eine Hilfselektrodenstruktur 211 bildet, anders ist. Das heißt, die Form der schleifenförmigen Elektrode 213 kann so gebildet sein, dass ein Teil derselben wie bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Mäanderform aufweist. Es wird angemerkt, dass ein Kondensator oder ein Widerstand in Reihe oder parallel in einen Teil der schleifenförmigen Elektrode eingefügt sein kann. Zusätzlich kann die schleifenförmige Elektrode eine Schichtstruktur aufweisen, bei der Spulenelektroden laminiert sind.
(Ausführungsbeispiel 4, siehe Fig. 12)
Wie in 12 dargestellt, ist ein Funk-IC-Bauelement 230 des vorliegenden Ausführungsbeispiels durch Anbringen des Hilfsbauelementes 118, das durch Koppeln des elektromagnetischen Kopplungsmoduls 120 an die schleifenförmige Elektrode 112 gebildet ist, auf einer Strahlungselektrodenstruktur 231 gebildet, die durch Aneinanderkoppeln einer Magnetfeld-Strahlungselektrode 233 und einer Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode 234 durch einen Kopplungsabschnitt 235 gebildet ist. Wie bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann die Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode 234 aus einem geraden Abschnitt 234a, einem geraden Abschnitt 234b und einem geraden Abschnitt 234d zusammengesetzt sein, die jeweils eine im Wesentlichen gleiche Breite aufweisen, und kann einen gebogenen Aufbau aufweisen, bei dem der gerade Abschnitt 234a und der gerade Abschnitt 234c mit Bezug auf den geraden Abschnitt 234b im 90-Grad-Winkel angeordnet sind.
(Ausführungsbeispiel 5, siehe Fig. 13)
Wie in 13 dargestellt, ist ein Funk-IC-Bauelement 240 des vorliegenden Ausführungsbeispiels durch Anbringen des Hilfsbauelementes 118, das durch Koppeln des elektromagnetischen Kopplungsmoduls 120 an die schleifenförmige Elektrode 112 gebildet ist, auf einer Strahlungselektrodenstruktur 241 gebildet, die durch Aneinanderkoppeln einer Magnetfeld-Strahlungselektrode 243 und einer Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode 244 durch einen Kopplungsabschnitt 245 gebildet ist. Wie bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann die Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode 244 eine gerade Elektrode sein, die eine im Wesentlichen einheitliche Breite aufweist.
(Ausführungsbeispiel 6, siehe Fig. 14)
Wie in 14 dargestellt, ist ein Funk-IC-Bauelement 250 des vorliegenden Ausführungsbeispiels durch Anbringen des Hilfsbauelementes 118, das durch Koppeln des elektromagnetischen Kopplungsmoduls 120 an die schleifenförmige Elektrode 112 gebildet ist, auf einer Strahlungselektrodenstruktur 251 gebildet, die durch Aneinanderkoppeln einer Magnetfeld-Strahlungselektrode 253 und einer Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode 254 durch zwei Kopplungsabschnitte 255a und 255b gebildet ist. Auf diese Weise kann ein Kopplungsabschnitt zum Aneinanderkoppeln der Magnetfeld-Strahlungselektrode 253 und der Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode 254 an mehr als einer Stelle bereitgestellt sein.
(Ausführungsbeispiel 7, siehe Fig. 15)
Wie in 15 dargestellt, ist ein Funk-IC-Bauelement 260 des vorliegenden Ausführungsbeispiels durch Anbringen des Hilfsbauelementes 118, das durch Koppeln des elektromagnetischen Kopplungsmoduls 120 an die schleifenförmige Elektrode 112 gebildet ist, auf einer Strahlungselektrodenstruktur 261 gebildet, die aus einer Magnetfeld-Strahlungselektrode 263 und einer Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode 264 gebildet ist. Die Magnetfeld-Strahlungselektrode 263 ist aus einem geraden Abschnitt 263a, einem geraden Abschnitt 263b, einem geraden Abschnitt 263c, einem geraden Abschnitt 265a, einem geraden Abschnitt 264b, einem geraden Abschnitt 265b, einem geraden Abschnitt 263d, einem geraden Abschnitt 263e und einem geraden Abschnitt 363f zusammengesetzt. Die Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode 264 ist aus einem geraden Abschnitt 264a, einem geraden Abschnitt 264b und einem geraden Abschnitt 264c zusammengesetzt. Das heißt, der gerade Abschnitt 264b ist ein gemeinsamer Elektrodenabschnitt in der Magnetfeld-Strahlungselektrode 263 und der Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode 264. In diesem Fall erhöht sich der Kopplungsgrad zwischen der Magnetfeld-Strahlungselektrode 263 und der Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode 264 mit einer Erhöhung des Abstandes zwischen dem geraden Abschnitt 265a und dem geraden Abschnitt 265b.
(Ausführungsbeispiel 8, siehe Fig. 16)
Wie in 16 dargestellt, ist ein Funk-IC-Bauelement 270 des vorliegenden Ausführungsbeispiels durch Anbringen des Hilfsbauelementes 118, das durch Koppeln des elektromagnetischen Kopplungsmoduls 120 an die schleifenförmige Elektrode 112 gebildet ist, auf einer Strahlungselektrodenstruktur 271 gebildet, die aus einer Magnetfeld-Strahlungselektrode 273 und einer Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode 274 gebildet ist. Die Magnetfeld-Strahlungselektrode 273 ist aus einem geraden Abschnitt 273a, einem geraden Abschnitt 273b, einem geraden Abschnitt 274b, einem geraden Abschnitt 273c und einem geraden Abschnitt 273d zusammengesetzt. Die Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode 274 ist aus einem geraden Abschnitt 274a, einem geraden Abschnitt 274b und einem geraden Abschnitt 274c zusammengesetzt. Das heißt, der gerade Abschnitt 274b ist ein gemeinsamer Elektrodenabschnitt in der Magnetfeld-Strahlungselektrode 273 und der Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode 274. Auch in diesem Fall erhöht sich der Kopplungsgrad zwischen der Magnetfeld-Strahlungselektrode 273 und der Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode 274 mit einer Erhöhung des Abstandes zwischen dem geraden Abschnitt 273a und dem geraden Abschnitt 273c.
(Ausführungsbeispiel 9, siehe Fig. 17)
Wie in 17 dargestellt, ist ein Funk-IC-Bauelement 280 des vorliegenden Ausführungsbeispiels durch Anbringen des Hilfsbauelementes 118, das durch Koppeln des elektromagnetischen Kopplungsmoduls 120 an die schleifenförmige Elektrode 112 gebildet ist, auf einer Strahlungselektrodenstruktur 281 gebildet, die aus einer Magnetfeld-Strahlungselektrode 283 und einer Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode 284 gebildet ist. Die Magnetfeld-Strahlungselektrode 283 ist aus einem geraden Abschnitt 283a, einem geraden Abschnitt 283b, einem geraden Abschnitt 284b, einem geraden Abschnitt 283c und einem geraden Abschnitt 283d zusammengesetzt. Die Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode 284 ist aus einem mäaderförmigen Abschnitt 284a, einem geraden Abschnitt 284b und einem mäanderförmigen Abschnitt 284c zusammengesetzt. Das heißt, der gerade Abschnitt 284b ist ein gemeinsamer Elektrodenabschnitt in der Magnetfeld-Strahlungselektrode 283 und der Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode 284. Auch in diesem Fall erhöht sich der Kopplungsgrad zwischen der Magnetfeld-Strahlungselektrode 283 und der Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode 284 mit einer Erhöhung des Abstandes zwischen dem geraden Abschnitt 283a und dem geraden Abschnitt 283c. Durch ein solches Bilden beider Endteile der Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode 284 zu einer Mäanderform kann die Gesamtgröße der Strahlungselektrodenstruktur 281 reduziert werden.
(Ausführungsbeispiel 10, siehe Fig. 18)
Wie in 18 dargestellt ist, kann ein Hilfsbauelement 225 durch Anbringen des Funk-IC-Chips 5 auf der schleifenförmigen Elektrode 112 auf dem ersten Trägerkörper 111 gebildet sein. Das heißt, ohne Verwendung einer Speiseschaltungsplatine können Eingangs-/Ausgangs-Elektroden des Funk-IC-Chips 5 über ein Verbindungsmittel 6 wie etwa Lot auf den Endteilen der geraden Linie 112a und der geraden Linie 112e der schleifenförmigen Elektrode 112 angebracht sein. In diesem Fall hat die schleifenförmige Elektrode 112, die die Hilfselektrodenstruktur bildet, bevorzugt die Funktion einer Anpassungsschaltung, um die Eingangs-/Ausgangs-Impedanz des Funk-IC-Chips 5 an die Impedanz der Strahlungselektrodenstruktur anzupassen.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Wie oben beschrieben, ist die vorliegende Erfindung für Funk-IC-Bauelemente nutzbar und eignet sich besonders gut zur Verbesserung einer Übertragungseffizienz für Signalenergie zwischen einer Funk-IC und einer Strahlungselektrodenstruktur.
Bezugszeichenliste

5: Funk-IC-Chip
100, 231, 241, 251, 261, 271, 281: Strahlungselektrodenstruktur
101: zweiter Trägerkörper
111: erster Trägerkörper
103, 233, 243, 253, 263, 273, 283: Magnetfeld-Strahlungselektrode
105, 234, 244, 254, 264, 274, 284: Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode
110, 211: Hilfselektrodenstruktur
112, 212, 213: schleifenförmige Elektrode
118, 210, 220, 225: Hilfsbauelement
120: Elektromagnetisches Kopplungsmodul
130, 130a, 130b, 130c, 230, 240, 250, 260, 270, 280: Funk-IC-Bauelement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2007/083574 [0003, 0006]

Claims

Ein Funk-IC-Bauelement, dadurch gekennzeichnet, dass es folgende Merkmale umfasst: eine Funk-IC, die Funksignale verarbeitet; eine Hilfselektrodenstruktur, die mit der Funk-IC verbunden ist; und eine Strahlungselektrodenstruktur, die an die Hilfselektrodenstruktur gekoppelt ist und die Funksignale abstrahlt, wobei ein Teil der Hilfselektrodenstruktur durch einen Kondensator an einen Maximalspannungsabschnitt in der Strahlungselektrodenstruktur gekoppelt ist.
Das Funk-IC-Bauelement gemäß Anspruch 1, bei dem die Strahlungselektrodenstruktur ein Antennenstruktur ist, die durch Aneinanderkoppeln einer Magnetfeld-Strahlungselektrode, die eine vorbestimmte Resonanzfrequenz f1 aufweist, und einer Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode, die eine vorbestimmte Resonanzfrequenz f2 aufweist, gebildet ist.
Das Funk-IC-Bauelement gemäß Anspruch 2, bei dem die Hilfselektrodenstruktur aus einer schleifenförmigen Elektrode gebildet ist, die auf einem ersten Trägerkörper gebildet ist, und bei dem die Strahlungselektrodenstruktur aus der Magnetfeld-Strahlungselektrode und der Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode gebildet ist, die auf einem zweiten Trägerkörper gebildet sind.
Das Funk-IC-Bauelement gemäß Anspruch 3, bei dem der erste Trägerkörper so an dem zweiten Trägerkörper befestigt ist, dass ein Teil der schleifenförmigen Elektrode durch einen Kondensator an einen Maximalspannungsabschnitt in der Magnetfeld-Strahlungselektrode gekoppelt ist.
Das Funk-IC-Bauelement gemäß Anspruch 4, bei dem die schleifenförmige Elektrode so angeordnet ist, dass dieselbe sich elektrisch sowohl zu der Magnetfeld-Strahlungselektrode als auch zu der Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode erstreckt.
Das Funk-IC-Bauelement gemäß Anspruch 5, bei dem die schleifenförmige Elektrode einen Maximalstromabschnitt und einen Maximalspannungsabschnitt aufweist, wobei der Maximalstromabschnitt der schleifenförmigen Elektrode durch ein Magnetfeld an einen Maximalstromabschnitt der Elektrisches-Feld-Strahlungselektrode gekoppelt ist, und wobei der Maximalspannungsabschnitt der schleifenförmigen Elektrode kapazitiv an den Maximalspannungsabschnitt der Magnetfeld-Strahlungselektrode gekoppelt ist.
Das Funk-IC-Bauelement gemäß Anspruch 1, bei dem die Funk-IC durch eine Speiseschaltungsplatine, die eine Speiseschaltung aufweist, die zumindest ein Spulenstruktur enthält, mit der Hilfselektrodenstruktur verbunden ist.
Das Funk-IC-Bauelement gemäß Anspruch 7, bei dem die Speiseschaltung eine vorbestimmte Resonanzfrequenz aufweist, und bei dem die Frequenz des Funksignals im Wesentlichen der Resonanzfrequenz der Speiseschaltung entspricht.