專利名稱：非接觸識別媒體的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及非接觸IC卡和無線終端等非接觸識別媒體。
背景技術：
在將信息存儲于電子電路中以非接觸方式進行信息通信的非接觸IC卡和無線終端等非接觸識別媒體[本說明書以下采用RFID(無線電頻率識別體)一詞]內，RFID沒有電池，它用天線線圈將由進行通信的外部設備天線發(fā)射的特定頻率的電磁場作為載波接收下來，在與天線線圈相連接的集成電路中變?yōu)橹绷麟?，供集成電路本身使用。該集成電路通過外部設備的天線和RFID的天線線圈進行與外部設備的通信。
專利文獻1展示的技術將由導體圖形構成的線圈配置在基板上，與該導體圖形線圈相對，形成導體，不使用片狀電容器等分立元件，在基板上形成沒有減少與傳輸效率有關的線圈面積的電容器，從而提高非接觸IC卡的可靠性。
專利文獻2展示的技術調整由于制造IC卡基板時決定的線圈電感和集成電路芯片具有的端子間的容量差異所產(chǎn)生的各不相同的電路諧振頻率，通過切斷連接構成的電容器的連接部來調整電容器的靜電容量，進行電路的調諧校正。
專利文獻3展示的技術由電線或導體圖形形成的線圈設有中心抽頭，在線圈的兩端之間連接電容器，在線圈的一端和中心抽頭之間連接負載電路，以此來增加線圈的匝數(shù)，獲得更多的電力，通過設定中心抽頭，使得包含線圈在內的諧振電路的輸出阻抗與負載電路的輸入阻抗相匹配，從而更有效地向負載電路傳輸電力。
專利文獻4展示的技術通過與線圈串聯(lián)連接的2個電容器和2個電容器間與線圈間連接集成電路所構成的阻抗匹配電路，使天線的阻抗與集成電路的阻抗相匹配，使從天線到集成電路的電力傳輸效率達到最大，從而進一步增大交換無線電通信距離。
由于近年對RFID的期望提高，為了更方便使用，要求盡可能增大外部設備與RFID間的通信距離。
作為增大外部設備與RFID間的通信距離的手段，有下述一種技術為更有效地接收電力，如圖1所示，將電容器并聯(lián)連接在RFID的天線線圈上，形成結合載波頻率的諧振電路，將集成電路并聯(lián)連接在該電容器上。在天線線圈1的兩端連接并聯(lián)諧振用的電容器2，集成電路芯片3的端子間電容3A與該電容器2并聯(lián)連接。諧振頻率取決于該電容器2的電容與該集成電路芯片3的端子間電容3A之和以及該天線線圈1的電感。作為該電容器2，它由RFID基板——極薄的電介質——的雙面金屬噴鍍圖形形成，或者作為分立元件安裝。
天線線圈1的電感以及由雙面金屬噴鍍圖形形成的電容器2或作為分立元件的電容，雖然制造上保持一定的精度，但由于制造上的各種原因，該集成電路芯片3與天線線圈的連接端電容以及集成電路芯片本身的電容3A不能不產(chǎn)生20％～30％的差異。這種差異直接影響諧振頻率，并對電力的接收效率以及通信距離產(chǎn)生直接影響。
圖2示出圖1現(xiàn)有(典型為專利文獻1)的構成中集成電路芯片的端子間電容的制造差異(偏差)和諧振頻率的變化量(偏差)的例子。在圖2的示例中，集成電路芯片的電容因制造差異而產(chǎn)生±30％的變化時，諧振頻率將受到±10％程度的影響。因此，如果是這種構成，由于天線線圈和諧振電容是并聯(lián)連接，集成電路芯片連接天線線圈用的端子間電容與諧振電容器的電容之和就決定了諧振頻率，集成電路芯片的端子間電容的制造差異直接使諧振頻率受到了影響。
集成電路連接天線線圈用的端子間的電容以及集成電路芯片本身的電容由于集成電路制作和連接工序上的各種因素而產(chǎn)生差異，為了準確地調整諧振頻率，如專利文獻2所述，對由金屬噴鍍圖形形成的電容器進行微調，或對集成電路內的電容器形成電路部分進行微調，采用其中任何一種方法都必然需要微調過程，從而花費很多的作業(yè)時間和經(jīng)費。
另外，通過該集成電路的端子間電阻來降低天線諧振電路的Q值，接收電壓也不足，也沒有增大通信可能距離。
特開平11-306303號公報[專利文獻2]特開平11-353440號公報[專利文獻3]特開2000-278172號公報[專利文獻4]特開2001-188890號公報發(fā)明內容本發(fā)明是鑒于上述問題而作出的，其目的在于對于諧振頻率，使得由于集成電路芯片與天線線圈的連接端電容以及集成電路芯片本身的電容等天線線圈連接用端子間電容的差異所產(chǎn)生的對電力的接收效率和通信距離的影響減到最小，而且做到廉價而簡便。
本發(fā)明的目的還在于防止因集成電路的端子間電阻引起天線諧振電路的Q值降低所導致的通信可能距離的減小。
以下簡要說明在本申請中公開的發(fā)明中具有代表性的概要情況。
一種非接觸識別媒體，其特征在于具備，設有中心抽頭的天線線圈，連接在上述天線線圈兩端的第一電容器，端子的一方連接在上述天線線圈中心抽頭的第二電容器，與上述第二電容器的另一端子和上述天線線圈兩端的任何一端相連接的集成電路芯片。
根據(jù)這一構成，通過串聯(lián)連接的電容器使集成電路芯片的端子間電容對諧振頻率的影響變小，通過連接在中心抽頭上使其影響進一步減小。因此，端子間電容的制造差異帶來的影響被大幅度減小，也就不需要進行微調。另外，通過串聯(lián)連接的電容器，即使集成電路芯片的端子間電容增大，整個諧振電容也會等效變小，因此，通過增加天線線圈的匝數(shù)，能增大電感，也能增大感應電力。
按照本發(fā)明，就能大幅度降低由于集成電路的端子間電容的制造差異產(chǎn)生的對諧振頻率漂移的影響，能提供廉價的RFID。而且，能夠提高天線線圈諧振電路的Q值，能增大通信距離。


圖1為現(xiàn)有技術的基本電路構成圖。
圖2示出現(xiàn)有技術的集成電路芯片輸入端容量與諧振頻率的關系。
圖3為本發(fā)明第一實施方式的電路構成圖。
圖4為本發(fā)明第二實施方式的電路構成圖。
圖5為本發(fā)明第三實施方式的電路構成圖。
圖6為本發(fā)明第四實施方式的電路構成圖。
圖7示出本發(fā)明的集成電路芯片輸入端容量與諧振頻率的關系。
圖8示出本發(fā)明的諧振頻率與接收電壓。
圖9示出本發(fā)明的電容器的電容比與接收電壓。
圖10為本發(fā)明第三實施方式的IC卡裝配圖。
圖11為本發(fā)明第四實施方式的IC卡裝配圖。
符號說明1、………天線線圈2、2A～3H……諧振電容器3、……集成電路芯片3A……集成電路芯片端子間電容4……基板5、6、7、8……電容器具體實施方式

第一實施方式以下參照

本發(fā)明的實施形態(tài)。
圖3作為本發(fā)明實施的一個例子，示出適用于非接觸IC卡情況下的電路構成。例如，載波頻率為13.56兆赫。天線線圈1的匝數(shù)為10匝，在3匝的位置設置中心抽頭。在其中心抽頭串聯(lián)電容器5，連接集成電路芯片3。
由于集成電路芯片的端子間電容3A與電容器5串聯(lián)連接，因此，從線圈一方所看到的等效電容為
Cs/(1+Cs/Cin)……(數(shù)式1)這里，Cin為端子間電容3A，Cs為串聯(lián)連接的電容器5的電容。
從該等效電容的數(shù)式1可以知道，與Cin單獨的場合相比，本發(fā)明對Cin諧振頻率的貢獻變小。而且，由于連接在線圈的中心抽頭上，端子間電容的制造差異對諧振頻率的影響會變得更小。另外，從上述等效電容的數(shù)式可以知道，若Cs＜＜Cin，則Cin差異的影響降低效果就進一步增大。在這種情況下，不需用于調整諧振頻率的微調。
另外，如前所述，當諧振頻率調到載波頻率13.56兆赫附近時，在現(xiàn)有的構成中，在集成電路芯片3的端子間電容Cin3A很大的情況下，線圈的電感不得不減小，而按照本發(fā)明的構成，由于將電容器5串聯(lián)連接在集成電路芯片3上，從數(shù)式1可以知道，等效的諧振電容能夠小于Cin，這樣就能增大天線線圈1的諧振電感，能增加匝數(shù)，因此，天線線圈的接收電力也能增大，通信距離也能變遠。
第二實施方式圖4是在第一實施方式的構成中增加了與集成電路芯片并聯(lián)的電容器6。這樣，如果在集成電路芯片的端子間電容3A小于串聯(lián)電容器5的情況下也能使電容器6的電容大于電容器5的電容，那么就能確實減少因集成電路芯片3的制造差異所產(chǎn)生的對諧振頻率的影響，進而也能減小整個諧振電容，增大線圈的電感，所以也就能增大感應電力。
在圖4的構成中，通過使第二電容器5的電容小于集成電路芯片的電容3A與第三電容器6的電容之和，也有與上述第一實施方式同樣的效果。
第三實施方式圖5中，作為本發(fā)明另一個實施的例子，示出適用于非接觸IC卡情況下的電路構成。例如，載波頻率為13.56兆赫。如圖5所示，設有天線線圈1、電容器7和集成電路芯片3，通過電容器7將集成電路芯片3與天線線圈1串聯(lián)連接。
從線圈看到的等效電容為C1/(1+C1/Cin)……(數(shù)式2)
這里，使電容器7的電容C1小于集成電路芯片的端子間電容Cin3A。
這樣，該天線線圈1的電感和第一電容器7的電容C1就對諧振頻率起決定作用，就大幅度減輕由于集成電路芯片3的端子間電容3A的制造差異所造成的對諧振頻率的影響，就不需要進行微調等調整。
圖10為圖5所示的本發(fā)明第三實施方式的IC卡狀況的RFID裝配圖。
圖10中，基板4使用極薄的1/50毫米厚的聚酰亞胺材料，通過該基板4里面的金屬噴鍍圖形形成天線線圈1。它對應于圖5的線圈1。另外，通過該基板4雙面金屬噴鍍圖形形成諧振電容器7，該電容器對應于圖5的電容器7。該天線線圈1的外圈終端與集成電路芯片3的一個端子相連接。集成電路芯片的另一個端子連接在電容器7的內側。該天線線圈1的內圈終端連接在電容器7的表面。
第四實施方式圖6示出，在上述第三實施方式的構成中，具備與集成電路芯片3并聯(lián)連接的第二電容器8，使得該第一電容器7的電容C1比集成電路芯片3的端子間電容Cin3A與第二電容器8的電容C2’之和還要小。
按照這樣的構成，在集成電路芯片3的連接端子間的電容Cin3A比較小的情況下也能確實保持上述的大小關系，能減輕集成電路芯片的端子間電容3A制造差異的影響。另外，諧振頻率和線圈電感也能自由選擇。
圖7示出集成電路芯片的電容由于制造差異發(fā)生±30％的變化時本發(fā)明圖6所示構成中諧振頻率變化量(偏差)的一個例子。從圖7知道，按照本發(fā)明，即使集成電路芯片的電容發(fā)生±30％的變化，對諧振頻率的影響也能大幅度減輕為±1％的程度。
另外，按照本發(fā)明，制造差異的影響不僅能大幅度減輕，而且也能使由于該集成電路芯片3的端子間電阻造成的天線諧振電路的Q值降低得到改善，也能增大接收電壓，大幅度增大通信可能距離。
接收電壓因電容器的電容比C2/C1而改變。這里，C2為集成電路芯片3的連接端子間電容Cin3A與并聯(lián)連接的電容器8的電容C2′之和。C1為串聯(lián)連接的電容器7的電容。
圖8、圖9示出改變電容器的電壓比時能夠接收的電壓V2(V)的一個例子。從該示例知道，其比率C2/C1最好在1以上。
圖11為圖6所示的本發(fā)明第四實施方式中的IC卡狀況的RFID裝配圖。
圖11中，基板4使用極薄的1/50毫米厚的聚酰亞胺材料，通過該基板4里面的金屬噴鍍圖形形成圖6所示的天線線圈1。另外，通過該基板4的雙面金屬噴鍍圖形形成第一電容器7和第二電容器8。這些均對應于圖6所示的電容器7和電容器8。該天線線圈1的外圈端連接在集成電路芯片3的一個端子和第二電容器8的表面。集成電路芯片3的另一個端子連接到第二電容器8和第一電容器7的里面。而且，第一電容器7的表面連接在天線線圈1的內圈端。
圖8、圖9所示的諧振頻率和接收電壓的特性是圖6第四實施方式的構成所形成的，這種特性，在將電容器串聯(lián)連接在集成電路芯片的輸入端構成的情況下，基本傾向是共同的，第一到第三實施方式也具有同樣的傾向。
以上對本發(fā)明者所作的發(fā)明按照實施方式進行了具體的說明，但本發(fā)明并不局限于上述實施方式，在不超出其要點的范圍，當然能做種種變更。
例如，在上述實施方式中，諧振頻率想定為載波頻率13.56兆赫，但本發(fā)明的構成不受載波頻率的制約，能適用各種載波頻率。
本發(fā)明可搭載在非接觸IC卡以及便攜式終端、手提電話上，能夠用于電子乘車券、入場券、各種票券、證明書等。另外，也能作為RFID的終端用于流通系統(tǒng)。
權利要求
1.一種非接觸識別媒體，其特征在于具備，設有中心抽頭的天線線圈，連接在上述天線線圈兩端的第一電容器，端子的一方連接在上述天線線圈的中心抽頭的第二電容器，與上述第二電容器的另一端子和上述天線線圈兩端的任何一端相連接的集成電路芯片。
2.根據(jù)權利要求1所述的非接觸識別媒體，其特征在于具備第三電容器，上述第三電容器并聯(lián)連接在上述集成電路芯片上。
3.根據(jù)權利要求1所述的非接觸識別媒體，其特征在于上述第二電容器的電容小于上述集成電路芯片的端子間電容。
4.根據(jù)權利要求2所述的非接觸識別媒體，其特征在于上述第二電容器的電容小于并聯(lián)連接的上述集成電路芯片的端子間電容與上述第三電容器的電容之和。
5.一種非接觸識別媒體，其特征在于具備天線線圈、第一電容器和集成電路芯片，通過第一電容器將上述集成電路芯片和天線線圈串聯(lián)連接，上述第一電容器的電容小于集成電路芯片的端子間電容。
6.根據(jù)權利要求5所述的非接觸識別媒體，其特征在于具備并聯(lián)連接在上述集成電路芯片的第二電容器，上述第一電容器的電容小于集成電路芯片的端子間電容與第二電容器的電容之和。
7.根據(jù)權利要求1～6的任何一項中所述的非接觸識別媒體，其特征在于還具備基板，上述天線線圈是在上述基板上形成的金屬噴鍍圖形，上述任何一個電容器也均是在上述基板上形成的雙面金屬噴鍍圖形。
8.根據(jù)權利要求1～6所述的非接觸識別媒體，其特征在于上述非接觸識別媒體為IC卡。
9.根據(jù)權利要求1～6所述的非接觸識別媒體，其特征在于上述非接觸識別媒體為便攜式終端。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種非接觸識別媒體。在具備諧振電路的RFID中，集成電路端子間電容的制造差異直接影響諧振頻率，也直接影響電力的接收效率和通信距離。不需要修正這種差異的過程，在降低制造成本的同時，更有效地接收電力。為減少集成電路芯片(3)的端子間容量對諧振頻率的影響，從天線線圈(1)的中心抽頭(2)將電容器(5)串聯(lián)連接在集成電路芯片(3)上?；蚍指铍娙萜?5)，將電容器(5)串聯(lián)連接在集成電路上。
文檔編號B42D15/10GK1624716SQ200410004868
公開日2005年6月8日 申請日期2004年2月10日 優(yōu)先權日2003年12月3日
發(fā)明者吉木宏, 大川武宏 申請人:株式會社日立制作所