(57)【要約】【課題】製造誤差による共振周波数のズレを補正する機能を備えている、非接触ＲＦＩＤシステム用トランスポンダを搭載したプリント配線板を提供する。【解決手段】非接触ＲＦＩＤシステム用のループアンテナ６０１と、くし型パターンで作成したコンデンサ配線６０２と、を印刷したプリント配線板であって、さらに、コンデンサ容量補正用パターン６０３を設け、コンデンサ配線６０２を切断するか又はコンデンサ配線６０２とコンデンサ容量補正用パターン６０３とを結合させることにより、コンデンサの容量が可変可能であるプリント配線板である。これにより、製造誤差によって生じる共振周波数のズレを補正することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非接触ＲＦＩＤシステム用のループアンテナと、くし型パターンからなるコンデンサ配線と、を印刷したプリント配線板であって、さらに、コンデンサ容量補正用パターンを設け、前記コンデンサ配線を切断するか又は前記コンデンサ配線と前記コンデンサ容量補正用パターンとを結合させることにより、コンデンサの総容量を可変とすることを特徴とするプリント配線板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント配線板に関する。詳しくは、製造誤差による共振周波数のズレを補正する機能を備えている非接触ＲＦＩＤシステム用トランスポンダを搭載したプリント配線板に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４は、２つのループアンテナ間の誘導起電力の発生を模式的に表した図である。詳しくは、互いに向き合うように配置された第１ループアンテナ３０１及び第２ループアンテナ３０２の間において、第１ループアンテナ３０１を流れる電流３０３が変化すると、第２ループアンテナ３０２に誘導起電力が生じて電流３０４が流れる。
【０００３】
次に、図５は、非接触ＲＦＩＤシステム用リーダーライターシステムの電流の変化により、トランスポンダ内のＩＣに電力を与える様子を模式的に示す図である。ここで、図４及び図５を参照すると、図４における第１ループアンテナ３０１を非接触ＲＦＩＤシステム用リーダーライターシステム（以下、単にリーダーライターシステムという）に取り付けられたループアンテナ４０１とし、図４における第２ループアンテナ３０２を識別される物体（これをトランスポンダという）に取り付けられたループアンテナ４０３とする。図５に示すように、リーダーライターシステムの電流４０２の変化は、ループアンテナ４０１を介してトランスポンダ内のループアンテナ４０３に誘導起電力が生じ、ランスポンダ内のＩＣ４０５に電流４０６が流れる。
【０００４】
トランスポンダの電力は、トランスポンダ内のインダクタ成分をＬ（Ｈ）、容量成分をＣ（Ｆ）としたとき、下記式１で与えられる共振周波数ｆ（Ｈｚ）でリーダーライターシステムから電力が供給されたときに最大となり、共振周波数以外で電力が供給された場合、トランスポンダのＩＣ４０５を駆動させるだけの電力が得られない。
【０００５】
【数１】
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【０００６】
つまり、非接触ＲＦＩＤシステムを動作させるには、リーダーライターシステムから供給される電力の周波数と、トランスポンダの共振周波数とを一致させることが重要である。
【０００７】
しかし、製造誤差などの要因でリーダーライターシステムから供給される電力の周波数と、トランスポンダの共振周波数とを完全に一致させることは難しい。そのため、一般的なトランスポンダはＱ値をあまり高く設定しない。Ｑ値とは、周波数と得られる電力の軌跡を表す値で、下記式２で表される。ここで、Ｒはトランスポンダの抵抗値（Ω）、Ｌはトランスポンダのインダクタ（Ｈ）、Ｃはトランスポンダの容量（Ｆ）、ｆは共振周波数（Ｈｚ）を表す。
【０００８】
【数２】
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【０００９】
図６は、Ｑ値と利得の関係を表したグラフである。詳しくは、符号５０１で示す実線は、Ｑ値の高い場合のアンテナの利得を示し、符号５０２で示す破線は、Ｑ値が低い場合のアンテナの利得を示し、符号５０３で示す点線は共振周波数を示す。
【００１０】
図６を参照すると、Ｑ値が高い場合は、図６の実線５０１の様に共振周波数５０３で得られる電力は大きくなり、非接触で通信できる距離も長くなるが、共振周波数５０３から離れた帯域で得られる電力は非常に少なくなる。一方、Ｑ値が低い場合は、図６の破線５０２の様に共振周波数５０３で得られる電力は少なくなるが共振周波数５０３から離れた帯域でもある程度の電力を得る事ができる様になる。
【００１１】
【特許文献１】特開２０００−３４８１５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
一般的なトランスポンダのＲは導体の抵抗率に比例するので、導体抵抗率の低い銅を導体に用いた場合、Ｑ値も高くなる。そのため、銅を導体とするプリント配線板で作成されたトランスポンダは製造誤差によってＲＦＩＤシステムが上手く機能しない可能性がある。
【００１３】
そこで、本発明は製造誤差による共振周波数のズレを補正する機能を備えている非接触ＲＦＩＤシステム用トランスポンダを搭載したプリント配線板を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記課題解決のための本発明は、非接触ＲＦＩＤシステム用のループアンテナと、くし型パターンからなるコンデンサ配線と、を印刷したプリント配線板であって、さらに、コンデンサ容量補正用パターンを設け、前記コンデンサ配線を切断するか又は前記コンデンサ配線と前記コンデンサ容量補正用パターンとを結合させることにより、コンデンサの総容量を可変とするプリント配線板である。これにより、製造誤差によって生じる共振周波数のズレを補正することができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明においては、プリント配線板製造後にコンデンサの容量を変更することができるので、製造誤差による共振周波数とリーダーライターシステムの周波数の不一致を補正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は、ループアンテナ、コンデンサ配線及びコンデンサ容量補正用パターンが印刷されたプリント配線板を上面から見た図である。詳しくは、このプリント配線板は、非接触ＲＦＩＤシステム用のループアンテナ６０１と、くし型パターンからなるコンデンサ配線６０２と、を印刷したプリント配線板である。さらに、コンデンサ容量補正用パターン６０３を設け、コンデンサ配線６０２を切断するか又はコンデンサ配線６０２とコンデンサ容量補正用パターン６０３とを結合させることにより、コンデンサの総容量を可変とすることができるものである。
【００１７】
本発明の実施にあたり、まずループアンテナの大きさ、および巻き数を決定する。これらは主にトランスポンダのインダクタ、非接触で通信できる距離、誘導起電力に大きな影響を与える。
【００１８】
ループアンテナの大きさ、巻き数が決定したら、ループコイルのインダクタＬを概算する。Ｌは下記式３にて見積ることができる。ここで、ａおよびｂはループアンテナ６０１のそれぞれの辺の長さ（ｍ）、Ｎは巻き数、μは透磁率を表す。
【００１９】
【数３】
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【００２０】
式１に式３で求めたＬを代入し、リーダーライターシステムの周波数が共振周波数となる様なＣを求める。そして、求めたＣに合わせてコンデンサ配線６０２を決定する。
【００２１】
ループアンテナ６０１の大きさ、コンデンサ配線６０２が決定したら、予想される製造誤差に合わせてコンデンサ補正用パターン６０３を付け加える。この際、コンデンサ補正用パターン６０３とコンデンサ配線６０２は接続しやすい様に１ｍｍ×１ｍｍ程度のパッドを設けておくと良い。
【００２２】
そして、決定したループアンテナ６０１、コンデンサ配線６０２、コンデンサ補正用パターン６０３を配線パターンの一部とするプリント配線板を作成する。このプリント配線板の作成方法は従来公知の一般的な方法でよい。
【００２３】
作成したプリント配線板にＩＣチップを載せ、ネットワークアナライザにループアンテナを接続し、共振周波数を測定する。なお、ＩＣチップの容量、インダクタ成分が既知であるならば、ＩＣチップを載せずに測定しても良い。
【００２４】
共振周波数がリーダーライターシステムの周波数と一致する様にコンデンサ配線６０２とコンデンサ補正用パターン６０３を調節する。
【００２５】
ＩＣの容量が既知で、かつレジスト塗布前と塗布後のコンデンサ配線６０２の容量の差が明確であるならば、ソルダーレジストを塗布する前に共振周波数を測定し、コンデンサ容量を変更することができる。この場合、変更の作業が簡単にでき、また変更後の外観が良くなる。
【００２６】
図２は、コンデンサ配線６０２とコンデンサ容量補正用パターン６０３とを接続した状態を示す図である。コンデンサ配線６０２とコンデンサ容量補正用パターン６０３とを接続する必要がある場合は、これらをはんだ１０６等により接続する。
【００２７】
図３は、コンデンサ配線６０２の一部を切断した状態を示す図である。符号２０６は、その切断箇所を示す。コンデンサ配線６０２の一部を切断する必要がある場合は、ナイフ等を用い、配線を切断すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】ループアンテナ、コンデンサ配線及びコンデンサ容量補正用パターンが印刷されたプリント配線板を上面から見た図。
【図２】コンデンサ配線とコンデンサ容量補正用パターンとを接続した状態を示す図。
【図３】くし型パターンの一部を切断した図。
【図４】２つのループアンテナ間の誘導起電力の発生を模式的に表した図。
【図５】非接触ＲＦＩＤシステム用リーダーライターシステムの電流の変化により、トランスポンダ内のＩＣに電力を与える様子を模式的に示す図。
【図６】Ｑ値と利得の関係を表したグラフ。
【符号の説明】
【００２９】
６０１  ループアンテナ
６０２  コンデンサ配線
６０３  コンデンサ容量補正用パターン
６０４  裏面配線：説明無し
６０５  ＩＣ実装用パッド：説明無し
１０６  はんだ
２０６  コンデンサ配線の切断箇所
３０１  第１ループアンテナ
３０２  第２ループアンテナ２
３０３  電流
３０４  電流
４０１  ループアンテナ
４０２  リーダーライターシステムの電流電流
４０３  ループアンテナ
４０４  トランスポンダのキャパシタ：説明無し
４０５  トランスポンダ内のＩＣ
４０６  誘導起電力によってトランスポンダに生じた電流
５０１  Ｑ値の高いアンテナの利得
５０２  Ｑ値の低いアンテナの利得
５０３  共振周波数
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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