JP2010063007A - 電磁誘導モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】 共振周波数の調整が可能で、かつ小型化、薄型化がなされ、コストが抑制された電磁誘導モジュールを提供する。
【解決手段】 本発明の電磁誘導モジュールは絶縁基板１上に、螺旋状の導体配線パターンからなるループ状アンテナ２が設けられ、また、整合用の複数のコンデンサ３がループ状アンテナ２のループ内に設けられる。これらのコンデンサ３は櫛歯上の導電配線パターン６上に複数個が搭載される。このコンデンサ３は２種類以上のコンデンサが用いられ、導電配線パターン６の導電配線６ａを切断することにより共振周波数が調整される。さらに、外部接続端子５ａ、５ｂ、５ｃが設けられている箇所と、複数のコンデンサ３が配置されている箇所とに相当する箇所に開口部７が設けられている軟磁性体シート４が、この絶縁基板１上に配置されている
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）などの無線通信や、非接触給電などに用いられる電磁誘導モジュールに関する。

従来、電磁誘導方式による非接触でデータの通信を行うＲＦＩＤシステムとして、例えば、特許文献１には、絶縁基板とこれに形成された共振回路を構成するアンテナコイル及び平行平板コンデンサと、アンテナコイルに接続され外部のリーダライタからの電磁誘導によって電力が供給されると共に、読み書き装置としてのリーダライタとの間で情報の伝達を行うＩＣチップとで構成された非接触ＩＣタグが提案されている。

図２に、従来例の電磁誘導モジュールの説明図を示す。この電磁誘導モジュールでは、絶縁基板１上にアンテナ導体をスパイラル状に配線したループ状アンテナ２と、さらに、整合回路用のコンデンサとして絶縁基板の表裏に電極を設けて構成した平行平板コンデンサが設けられている。また、電磁誘導モジュールの外部へ接続するための外部接続端子５ｄ、５ｅが設けられている。

平行平板コンデンサ用の電極は、絶縁基板の裏面側に大面積の裏面電極３ｅが１つ設けられ、絶縁基板の表面側には、分割された複数の表面電極３ｄが設けられている。この平行平板コンデンサの表面電極３ｄは規準特性部と特性増加調整部の調整用表面電極Ｐ１〜Ｐ７よりなり、共振周波数を測定して、所定の共振周波数とのずれから、必要な面積を算出して、追加が必要な分の特性増加調整部の調整用表面電極Ｐ１〜Ｐ７と基準特特性部の電極との間を導電ペーストを塗布して導電配線６ａを設け、電気的に接続して周波数を調節している。

また、電磁誘導方式による非接触でデータの通信を行うＲＦＩＤシステムにおけるアンテナ装置、即ちＩＣカードやＩＣタグなどの無線通信媒体との通信を行う無線媒体処理装置、あるいは無線通信媒体そのものに用いられるアンテナ装置として、例えば、特許文献２には、アンテナ基板の片面にループ状アンテナとなる良導体アンテナを形成し、複合磁性体をアンテナ基板を挟んでループ状アンテナと対向するように配置し、アンテナ基板の複合磁性体と同じ側の面にチップコンデンサが固着されて、ループアンテナと並列に接続されたＲＦＩＤ用アンテナ装置が開示されている。また、このＲＦＩＤアンテナ装置が、アンテナ基板のチップコンデンサが固着された側に設けられたＩＣチップと接続された例が示されている。

また、特許文献３には、周囲の金属の影響を受け難くするための磁性シートと、基材に設けられたスパイラル状のアンテナの導体と基材に設けられたチップコンデンサ等からなる整合回路からなるアンテナ装置が提案されている。この電磁誘導モジュールでは、絶縁基板上にアンテナ導体をスパイラル状に配線したループ状アンテナと電磁誘導モジュールの外部へ接続するため外部接続端子が設けられている。さらに、整合回路用のコンデンサがアンテナ導体を橋渡しするように実装されている。また、軟磁性体シートが絶縁基板上の全面を覆うように配置されている。但し、外部に接続するための外部接続端子の箇所と、コンデンサが橋渡しするように実装されて、コンデンサの高さの分だけ厚さが増すので、その厚さを吸収するためにコンデンサの配置箇所とに相当する開口部が軟磁性体シートに設けられている。また、共振周波数の微調整が行えるように、インダクタをトリミングできるような導体パターンを設けることも開示されている。

また、特許文献４には、対向した平面状渦巻型コイルの外側部にフェライトシートを設けた非接触電力伝送装置が記載されている。給電側の機器と受電側の機器にそれぞれ、平面状渦巻型コイルとフェライトシートを備えた構成で、この電磁誘導モジュールも薄型化が図られている。

特開２００４−２８０５９８号公報 特開２００７− １２６８９号公報 特開２００７−２１４７５４号公報 特開２００３−４５７３１号公報

このようなＲＦＩＤの通信システムでは、ループ状アンテナとコンデンサを用いた電磁誘導モジュールが用いられている。また、非接触給電装置のような電力伝送を主体とする場合でも、平面状渦巻きコイル（ループ状アンテナ）にコンデンサを並列に接続して、ＬＣ共振をも利用することが可能である。また、平面状の渦巻きコイルは、被覆導線を巻きまわすのみでなく、絶縁基板上に渦巻状の導体パターンを形成したものを採用する事も可能である。

これらのＲＦＩＤの通信システムや非接触給電装置のような、電磁誘導を用いる無線装置の電磁誘導モジュールとして、軟磁性体シートと絶縁基板１上に配したループ状アンテナ２、コンデンサ、これらの接続用の導体配線パターンとで構成することで、基本的には絶縁基板１と軟磁性体シートの厚さまで、電磁誘導モジュールを薄型化することができる。しかしながら、特性を確保した上で、コストを抑え、極力面積も抑えて薄型化を達成するのは、容易ではない。

例えば、ループ状アンテナ２とコンデンサとを１平面上で並列に接続するのは、無理なので、従来技術では、絶縁基板１の両面を利用するか、コンデンサをアンテナ導体上に橋渡しするように配置している。なお、ループ状アンテナ２のアンテナ導体の間に導体配線を設けるのは特性面から問題外である。絶縁基板１の両面に導体配線パターンを設けるのは、プリント基板、フレキシブル基板を用いる場合でも、製造が複雑になりコスト増の要因となる。

また、整合用のコンデンサとしてチップコンデンサを用いてアンテナ導体上に橋渡しする構造の場合には、全体の厚さを増やさないために、軟磁性体シートのコンデンサの部分、即ちループ状アンテナ２のループ部分のアンテナ導体上に開口部を設けることになる。このようなループ状アンテナ２のループ部分のアンテナ導体直上に設けられた軟磁性体シートの開口部は、無線装置の他部品との電磁干渉の抑制効果を著しく低減する。このように、軟磁性体シートは、無線装置の他部品との電磁干渉効果を充分抑制できるように、さらに、給電装置の場合には電磁結合の効率が充分確保できるように、かつ、電磁誘導モジュールの面積、厚さが極力増加しないように配置する必要がある。

さらに、電磁誘導モジュールのループ状アンテナ２とコンデンサによる共振周波数を調整できるような調整機構を設けると共に、その調整機構で電磁誘導モジュールの面積、厚さが極力増加しないように構成する必要がある。従来例のような平行平板コンデンサを用いる場合には、非常に大きな電極面積を必要とするため、電磁誘導モジュールの面積を小さくすることは困難である。

即ち、本発明の課題は、共振周波数の調整が可能で、かつ小型化、薄型化がなされ、コストが抑制された電磁誘導モジュールを提供することである。

本発明の課題を解決するために、電磁誘導モジュールのループ状のアンテナとコンデンサを一平面上で並列に接続することは無理であるが、従来のように絶縁基板の裏面を利用するのではなく、絶縁基板表面に外部接続端子を３個設けて、電磁誘導モジュールの外部の機器内で接続が達成できるようにする事により、電磁誘導モジュール自体の厚さは増加させずに、ここで必要な導体配線パターンを絶縁基板の一面のみに設けても電磁誘導モジュールが構成できる。

すなわち、絶縁基板の一方の面上にループ状アンテナを配置し、コンデンサを配置すると、ループ状アンテナの一方の端子はループの外部に、他方の端子はループの内部に配置され、コンデンサの２つの端子は共にループ状アンテナのループの外部もしくは内部に配置されている。ループ状アンテナとコンデンサを並列に接続する場合、例えば、コンデンサがループ状アンテナのループ外に配置された場合は、ループ状アンテナのループ外にある端子とコンデンサの一方の端子を接続する外部端子を設け、ループ状アンテナのループ内の端子とコンデンサのループ外の端子は同一平面上でループ状アンテナのループを横切らないで接続することはできないので、それぞれの端子を接続する外部端子を設ける。この外部接続端子に接続する機器側で電気的な接続がなされれば、結果的にループ状アンテナとコンデンサが並列に接続される。

この構成とすると、絶縁基板の一面のみに導体配線パターンを設けて、電磁誘導モジュールとすることが可能であり、ループ状アンテナのアンテナ導体のループ上の全てに軟磁性体シートを配しても、他の箇所より電磁誘導モジュールの厚さが増加する事もない。

また、複数のコンデンサを用いることにより、複数のコンデンサ各々に接続されている導電配線パターンをレーザートリミング等により切断することで、もしくは切断されていた導電配線パターンを印刷等により接続することで、共振周波数の変更が可能となる。この周波数調整用に、２種以上の静電容量の異なるコンデンサを用いることにより、調整のレンジ幅と精度の両方を確保して周波数調整用コンデンサの固数を減らすことができる。コンデンサの個数を減らすことができれば、導電配線パターンの面積を減らすことができるため、電磁誘導モジュールの面積を削減可能となる。さらに、この場合、電磁誘導モジュールが接続される機器側に複数のコンデンサのうち共振周波数調整に用いないコンデンサを機器側の回路に設けると、電磁誘導モジュールへ実装するコンデンサの数量をさらに減らすことができ、電磁誘導モジュールの面積がさらに削減可能となる。

また、軟磁性体シートは、外部接続端子の箇所を除き、コンデンサの実装箇所以外は電磁誘導モジュールの厚さを他より増加させずに配することができるので、コンデンサの実装面積を減らすことができれば、電磁誘導モジュールの面積の範囲内ではあるが、軟磁性体シートの配置面積を大きくできるので、電磁抑制効果を高めることが可能となり、さらに、給電装置の場合には電磁結合の効率が確保できるようになる。

即ち、本発明によれば、並列に接続して用いる１ターン以上のループを有するループ状アンテナと整合用の複数のコンデンサと、軟磁性体シートと、外部接続用の複数の外部端子とからなる電磁誘導モジュールであって、前記整合用の複数のコンデンサは静電容量が異なる２種以上のコンデンサからなることを特徴とする電磁誘導モジュールが得られる。

また本発明によれば、前記整合用の複数のコンデンサは、基準用のコンデンサと周波数調整用の静電容量が異なる２種以上のコンデンサからなることを特徴とする電磁誘導モジュールが得られる。

本発明により、共振周波数の調整が可能で、かつ小型化、薄型化がなされ、コストが抑制された電磁誘導モジュールを提供できる。

本発明に係る実施の形態の電磁誘導モジュールを以下に図面を用いて詳細に説明する。

図１は、本発明の電磁誘導モジュールの分解斜視図である。図１に示すように、絶縁基板１上に、螺旋状の導体配線パターンからなるループ状アンテナ２が設けられ、ループ状アンテナ２の両方の端子はそれぞれ、機器側に接続するための外部接続端子５ａ、５ｂに接続されている。また、複数のコンデンサ３がループ状アンテナ２のループ内に設けられ、これらのコンデンサ３の両方の端子は外部接続端子５ｂ、５ｃに接続されている。ここで、１つの外部接続端子５ｂにはループ状アンテナの端子とコンデンサの端子の両方が接続されている。さらに、外部接続端子５ａ、５ｂ、５ｃが設けられている箇所と、複数のコンデンサ３が配置されている箇所とに相当する箇所に開口部７が設けられている軟磁性体シート４が、この絶縁基板１上に配置される。この場合はループ状アンテナ２のループ外の外部接続端子５ａとコンデンサ３の開放側の外部接続端子間は、機器側で電気的に接続されるが。この外部接続端子の箇所の絶縁基板１にビアホールを設けて絶縁基板１の裏面に導電性の配線を施して電気的に接続することもできる。この場合は機器へ接続するための外部接続端子とそれ用の軟磁性体シート４の開口部７は２個設ければ良くなる。

図１の場合は、ループ状アンテナ２のループ内にコンデンサ３を設けた構成であり、ループ状アンテナ２のループ面積としてほぼ電磁誘導モジュールの面積が確保できる。無線通信用途の場合は、ループ状アンテナのループ内の面積を広く取ることで、通信可能距離を伸ばすことができるため、コンデンサ３をループ状アンテナ２のループ内に設けることが望ましい。

絶縁基板１はＰＥＴ樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等の絶縁性の樹脂基板、紙の基板、もしくはアルミナ、窒化アルミ等の絶縁性のセラミック基板等を用いれば良く、通常のプリント基板、またはフレキシブル基板と変わらない。導体配線パターン６は金属箔の貼り付けエッチング、金属線の貼り付け、導電性ペーストの印刷等の通常の導体の配線方法で行えば良い。コンデンサ３は２種以上の電気容量のセラミックスチップコンデンサを実装する。

また、軟磁性体シート４は、機器の他の回路との電磁波干渉抑制効果を高めるために、少なくとも、ループ状アンテナ２のループを形成するアンテナ導体直上を全て覆うように設けることが望ましい。

軟磁性体シート４は、ＲＦＩＤの無線通信を主体に用いる場合には、機器側の他の回路等との電磁干渉を抑制することが主目的となるため、０．０５〜０．３ｍｍ厚さの軟磁性フェライト板やセンダスト等の扁平状の軟磁性粉と有機結合剤よりなる０．０５〜１ｍｍ厚さの電磁波干渉抑制体を用いることが望ましい。軟磁性体シートの厚さは、これより厚くてもかまわないが、得られる電磁波干渉を抑制する効果と電磁誘導モジュールの薄型化の兼ね合いからは上記の厚さとすることが望ましい。

また、非接触給電装置の電力伝送を主体に用いる場合は電磁結合を重視するので、軟磁性体シート４には、１ｍｍ〜２ｍｍ厚さの軟磁性フェライト板を用いることが望ましい。

軟磁性フェライト板としては、開口部７を持つ所定形状の軟磁性フェライト板を用いることができるが、可撓性を持たないため、製造や取扱が難しい面がある。そのため、軟磁性体シート４としての軟磁性フェライト板には、形状が５ｍｍ〜１５ｍｍ角の軟磁性フェライト板のタイルを並べ、両面をＰＥＴテープ等で被覆した軟磁性フェライトのシートを用い、ビク型、腐食刃等により抜き加工により、開口部７を設けた所定形状の軟磁性体フェライト板としたものを用いるのが望ましい。このような軟磁性体フェライト板は、可撓性を持ち、製造、取扱が容易である。なお、軟磁性フェライト板のタイルが小さすぎると作業効率が悪く、大きすぎると割れが頻発するようになる。

図３は、本発明の電磁誘導モジュールのコンデンサの配置箇所近傍の拡大図である。図３に示すように、複数のコンデンサ３が並列に導電配線パターン６で接続されている。整合用のコンデンサ３は、周波数調整用の小容量コンデンサ３ａと中容量コンデンサ３ｂと、基準用のコンデンサとしての大容量コンデンサ３ｃとが櫛歯状の導電配線パターン６上に搭載されている。

電磁誘導モジュールの共振周波数の調整を行う場合には、電磁誘導モジュールを製造して、ループ状アンテナとコンデンサを並列に接続して共振回路を形成し、外部のループ状コイル等により電磁波を入射し、反射を測定することにより共振周波数が測定できる。直接、回路定数の測定から共振周波数を求めても良い。この測定した共振周波数を所定の周波数と比較し、この周波数のずれから計算して、接続するコンデンサ３を調整して、共振周波数の微調整を行う。

この場合、例えば、導電配線パターン６の周波数調整用の中容量コンデンサ３ｂや小容量コンデンサ３ａに接続する一部の導電配線６ａにパンチ穴を開けるか、またはレーザートリミングを行うことで切断してコンデンサ数を減らしたり、反対に導電配線パターン６の一部に周波数調整用の中容量コンデンサ３ｂや小容量コンデンサ３ａに接続する導電配線６ａを導電性ペーストの印刷等で設けてコンデンサ数を増加したりすることにより、複数のコンデンサにより合成されるキャパシタンスを変更し、共振周波数を調整する方法を採用することができる。

より詳細には、中容量コンデンサ３ｂの導電配線パターン６の導電配線６ａを切断して大まかな共振周波数の調整を行った上で、小容量コンデンサ３ａの導電配線パターン６の導電配線６ａを切断して共振周波数の微調整を行うことで、調整できるレンジ幅を同程度確保するためには小容量コンデンサ３ａを多数設けて調整する場合よりもがコンデンサの数量を削減できるほか、コンデンサの実装面積も削減されるため、軟磁性体シートの面積が増大し、金属板等の他部品の電磁波干渉をより確実に防ぐことが可能となる。また、小容量コンデンサも用いているので、同程度の精度で調整ができる。

これらのコンデンサは、セラミックコンデンサを用いるのが望ましいが、導電パターン表面に絶縁皮膜を設け、さらに上層にアルミ等の導電膜を形成することでコンデンサを形成しても良い。但し、この場合はコンデンサの搭載面積が大きくなるので、整合コンデンサの内、周波数調整用のコンデンサのみを電磁誘導モジュール側に搭載することが望ましい。なお、ここでは静電容量の異なる大、中、小の３種類のコンデンサの例で説明したが、例えば、４種類でも５種類でも、静電容量の異なる２種類以上のコンデンサであれば同様の効果が得られる。

図４は、本発明の電磁誘導モジュールの分解斜視図を示す。図４の例は、図１と異なり、コンデンサがループ状アンテナのループ外に設けられている。この場合も、図１に示すように、絶縁基板１上に、螺旋状の導体配線パターンからなるループ状アンテナ２が設けられ、ループ状アンテナ２の両方の端子はそれぞれ、機器側に接続するための外部接続端子５ａ、５ｂに接続されている。また、複数のコンデンサ３がループ状アンテナ２のループ外に設けられ、これらのコンデンサ３の両方の端子は外部接続端子５ｂ、５ｃに接続されている。ここで、１つの外部接続端子５ｂにはループ状アンテナの端子とコンデンサの端子の両方が接続されている。さらに、外部接続端子５ａ、５ｂ、５ｃが設けられている箇所と、複数のコンデンサ３が配置されている箇所とに相当する箇所に開口部７が設けられている軟磁性体シート４が、この絶縁基板１上に配置される。

図４の場合は、ループ状アンテナ２のループ外にコンデンサ３を設けた構成であり、ＲＦＩＤの無線通信用途の場合は、ループ状アンテナ２のループ面積が大きく確保するのが難しい点はあるが、充分に使用可能である。また、非接触給電装置のように電力伝送が主目的の場合は、ループ状アンテナ２のループ面積が大きくは問題とならない上に、ループ状アンテナのほぼ全面に渡って、軟磁性体シートを配置することが可能な点で優位性がある。この場合もループ状アンテナ２のループ外の外部接続端子５ａとコンデンサ３の開放側の外部接続端子５ｃ間は、機器側で電気的に接続されるが。この外部接続端子の箇所の絶縁基板１にビアホールを設けて絶縁基板１の裏面に導電性の配線を施して電気的に接続することもできる。この場合は機器へ接続するための外部接続端子とそれ用の軟磁性体シート４の開口部７は１個減らすことが可能となる。

図５は、本発明の電磁誘導モジュールの回路図である。図５に示すように電磁誘導モジュールの外部接続端子５ａ、５ｂ、５ｃが機器１０に接続される。通常は、電磁誘導モジュールのループ状アンテナ２とコンデンサ３が機器１０の送信検出回路１１に並列に接続されることにより、相手側の機器との間で無線で信号や電力の送受信がなされる。図５の場合には、電磁誘導モジュール内では、ループ状アンテナ２の一方の端子とコンデンサ３の一方の端子は外部接続端子５ｂで接続されているが、ループ状アンテナ２の他方の端子とコンデンサ３の他方の端子は接続されていない。しかしながら、機器１０側の回路でループ状アンテナ２の他方の端子が接続された外部接続端子５ａとコンデンサ３の他方の端子が接続された外部接続端子５ｃが電気的に接続される。この構成により、本発明の電磁誘導モジュールにおいても、電磁誘導モジュールのループ状アンテナ２とコンデンサ３が機器１０の送信検出回路１１に並列に接続され、相手側の機器との間で無線で信号や電力の送受信がなされる。

また、この回路の場合のように、機器側に共振周波数調整に用いないコンデンサ１３を設けると、電磁誘導モジュールに搭載するコンデンサを減らすことができるので、電磁誘導モジュールの面積の低減もしくは軟磁性体シート４の開口部７の低減が可能となる。

このような電磁誘導モジュールに、厚さは増加するが、絶縁基板１の裏面側に、さらに、軟磁性体シートを設けても良い。ＲＦＩＤの無線通信を主体に用いる場合には、絶縁基板の裏面の、ループ状アンテナ近傍を除いた領域に設けることで、電磁波干渉抑制効果を高めることができる。同じく、非接触給電装置の電力伝送を主体に用いる場合は、ループ状アンテナ近傍を除いた領域に設けることで、磁束の結合に寄与させることができる。

また、電磁誘導モジュールには、機器側への取付を容易にするための、穴、突起、切欠き等の系合部を、設けても良い。この場合は、ループ状アンテナ２、コンデンサ３や外部接続端子５ａ、５ｂ、５ｃの用途を妨げない位置に設けることが望ましい。

（実施例１）
外形４０ｍｍ×３０ｍｍ、０．２ｍｍ厚の絶縁基板１（フレキシブル基板）の片面に４ターン巻のループ状アンテナ２と外部接続端子５ａ、５ｂとループ状アンテナ２のループ内にコンデンサ３（セラミックコンデンサ２ｐＦ×３個、１００ｐＦ×２個、０．５ｐＦ×３個）用の導電配線パターン６と外部接続端子５ｂ、５ｃ形成し、複数のコンデンサ３をリフロー実装した。

さらに、０．８ｍｍ厚さのセンダストの扁平状軟磁性粉と有機結合剤（塩素化ポリエチレン）よりなる電磁波干渉抑制体シートの両面に３０μｍ厚さ両面テープを貼り合わせた上で、ビク型により抜き加工を行い、開口部７を設けたフレキシブル基板外形と同形状の軟磁性体シート４を作製した。

その後、軟磁性体シート４をフレキシブル基板外形により位置あわせを行う治具を用いてフレキシブル基板に貼り付けて電磁誘導モジュールを作製した。軟磁性体シートの残る粘着面により、電磁誘導モジュールを機器１０側に実装した。機器側の回路は、電磁誘導モジュールの外部接続端子５ａ、５ｂ、５ｃで接続され、電磁誘導モジュールで受信した信号は送信検出回路１１により検出がなされる。

次に、電磁誘導モジュールのループ状アンテナ２とコンデンサ３を並列接続することで共振回路を形成し、外部のループ状コイル等により電磁波を入射し、反射を測定することにより共振周波数を特定した。

この電磁誘電モジュールを１００個作製した。この電磁誘電モジュールの共振周波数を測定した所、１６．４５ＭＨｚを中心としてレンジとして２００ｋＨｚのバラツキを持っていた。一方、通常使用で必要とされる共振周波数としては、１６．７ＭＨｚを中心としてレンジとして５０ｋＨｚのバラツキ以内に抑えることが求められる。

そこで、共振周波数が外れている場合には、各々のコンデンサに接続されている導電配線パターン６を導電配線６ａの箇所にパンチ穴を開けることで、切断して複数のコンデンサにより合成される静電容量を変更し、共振周波数を調整を行った。

この場合は、２ｐＦコンデンサ１個の導電配線６ａを切断することで１３６ｋＨｚ、０．５ｐＦコンデンサ１個の導電配線６ａを切断することで３４ｋＨｚ共振周波数が移動することが分かった。例えば、この共振周波数の調整は、周波数共振周波数のずれ量が２００ｋＨｚの場合は、２ｐＦ×１個、０．５ｐＦ×２個のコンデンサ導電パターンを切断することより共振周波数を調整することができる。従って、２ｐＦ×３個、０．５ｐＦ×３個を共振周波数の調整用コンデンサとして用いることにより、最大約５００ｋＨｚ修正できるので、充分に通常の使用で用いられる共振周波数の範囲に設定することができた。

周波数調整する場合には、調整前の共振周波数と目的の周波数のずれ量を１３６ｋＨｚで割り、商を２ｐＦコンデンサの切断個数とし、その余りを３４ｋＨｚで割り、商を０．５ｐＦコンデンサ切断個数とする。

具体例を以下に挙げる。調整前の共振周波数が１６．４８ＭＨｚの場合、共振周波数のずれが２２０ｋＨｚであるため、１３６ｋＨｚで割った商は１であり、余りの８４ｋＨｚを３４ｋＨｚで割った商は２であるため、２ｐＦコンデンサ３０１を１個、０．５ｐＦコンデンサ３０２を２個コンデンサ導電パターン切断により共振周波数を調整することができる。計算上の共振周波数は１６．６８４ＭＨｚとなる。なお、０．５ｐＦコンデンサを３個切断することで計算上共振周波数は１６．７１８ＭＨｚとすることもできるが、共振周波数の測定ばらつきにより調整後の共振周波数が目的の範囲を超えてしまった場合は調整が不可能となるため採用しない。

（実施例２）
軟磁性体シート４以外は、全く実施例１と同じ仕様の電磁誘導モジュールを１００個作製した。軟磁性体シート４は、厚さ０．２ｍｍのＭｎ−Ｚｎフェライト板の両面を５０μｍ厚のＰＥＴテープで被覆し、１ｍｍ間隔の凹凸を持つ治具により砕いたものを使用し、実施例１と同様に両面に両面テープを貼り合わせた上で、ビク型により抜き加工を行い、開口部７を設けたフレキシブル基板外形と同形状の軟磁性体シート４を作製した。その後、実施例１と同じようにして電磁誘導モジュールを製造し、共振周波数の測定と、微調整を行った。実施例２の結果でも実施例１とほぼ同じく１６．４５ＭＨｚを中心としてレンジとして２００ｋＨｚのバラツキを持つことが分かった。共振周波数の微調整も同様に可能であった。

（実施例３）
絶縁基板１は実施例１と同じプリント基板を用いて、同様にプリント基板の片面に導電配線パターンを形成した。ループ状アンテナ２はアンテナ導体厚が１００μｍで４ターン巻のループを形成し、ループ内にコンデンサ３（セラミックコンデンサ２００ｎＦを７個、１ｎＦを３個、３００ｐＦを３個）用の導電配線パターン６を形成し、また、３つの外部接続端子５ａ、５ｂ、５ｃも同様に形成し、複数のコンデンサ３をリフロー実装した。

軟磁性体シート４として、１０ｍｍ角で１ｍｍ厚さのＭｎ−Ｚｎフェライト板のタイルを並べて、両面を５０μｍ厚のＰＥＴテープで被覆した軟磁性フェライト板を用い、パンチで、所定の開口部を打ち抜いて形成したものを使用した。この軟磁性体シート４の両面に実施例１と同じ両面テープを貼り合わせた。

その後、軟磁性体シート４をフレキシブル基板外形により位置あわせを行う治具を用いてフレキシブル基板に貼り付けて電磁誘導モジュールを１００個作製した。次に電磁誘導モジュールのループ状アンテナ２とコンデンサ３を並列接続することで共振回路を形成して共振周波数を測定し、共振周波数が外れている場合には、各々のコンデンサに接続されている導電配線パターン６を導電配線６ａの箇所にパンチ穴を開けることで、切断して複数のコンデンサにより合成される静電容量を変更し、共振周波数が１００ｋＨｚに近くなるようにを調整した。

軟磁性体シートの残る粘着面により、電磁誘導モジュールを機器１０側に実装した。機器側の回路は、電磁誘導モジュールの外部接続端子５ａ、５ｂ、５ｃで接続され、電磁誘導モジュールで受信した信号は送信検出回路１１により検出がなされる。外部の給電装置の電磁誘導モジュールに、機器側の実施例３の電磁誘導モジュールを約１ｍｍに近づけて、送信検出回路１１の検出信号を整流することで、非接触給電の電力を引き出すことができ、周波数１００ｋＨｚ、８Ｗの電力伝送を行うことができた。

本発明の電磁誘導モジュールの分解斜視図。 従来例の電磁誘導モジュールの説明図。 本発明の電磁誘導モジュールのコンデンサの配置箇所近傍の拡大図。 本発明の電磁誘導モジュールの分解斜視図。 本発明の電磁誘導モジュールの回路図。

符号の説明

１ 絶縁基板
２ ループ状アンテナ
３、１３ コンデンサ
３ａ 小容量コンデンサ
３ｂ 中容量コンデンサ
３ｃ 大容量コンデンサ
３ｄ 表面電極
３ｅ 裏面電極
４ 軟磁性体シート
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ 外部接続端子
６ 導電配線パターン
６ａ 導電配線
７ 開口部
１０ 機器
１１ 送信検出回路
Ｐ１〜Ｐ７ 調整用表面電極

Claims (2)

1. 並列に接続して用いる１ターン以上のループを有するループ状アンテナと整合用の複数のコンデンサと、軟磁性体シートと、外部接続用の複数の外部端子とからなる電磁誘導モジュールであって、前記整合用の複数のコンデンサは静電容量が異なる２種以上のコンデンサからなることを特徴とする電磁誘導モジュール。
2. 前記整合用の複数のコンデンサは、基準用のコンデンサと周波数調整用の静電容量が異なる２種以上のコンデンサからなることを特徴とする請求項１記載の電磁誘導モジュール。

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