JP3900630B2

JP3900630B2 - リモートｉｄタグ

Info

Publication number: JP3900630B2
Application number: JP33301397A
Authority: JP
Inventors: 信之寺浦; 政敏山内
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1997-12-03
Filing date: 1997-12-03
Publication date: 2007-04-04
Anticipated expiration: 2017-12-03
Also published as: JPH11168406A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リモートＩＤのシステムにおいて、値札タグや在庫管理タグ等として利用することに好適するリモートＩＤタグに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のリモートＩＤタグは、集積回路とアンテナ等を備えて構成されている。上記ＩＤタグは、集積回路に記憶しているデータ情報を載せた電波を上記アンテナから発振してリモートＩＤの本体装置（管理装置）へ送信する機能や、リモートＩＤの本体装置から送信された電波を上記アンテナにより受信して受信信号に含まれているデータ情報を集積回路に記憶する機能等を有している。また、ＩＤタグには電池（バッテリー）が内蔵されており、この電池からＩＤタグの動作に必要な電力が与えられるようになっている。更に、近年は、電池の内蔵を止めて、電波給電により動作に必要な電力を得るように構成したＩＤタグもある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記ＩＤタグのアンテナとしては、プリント配線基板に形成した導体パターンにより構成したものと、ワイヤを巻回したコイルにより構成したものとがあり、使用する電波の波長により使い分けていた。例えば２．４５ＧＨｚ程度のマイクロ波を用いる場合は、アンテナの長さは５ｃｍ程度で済み、また、１３ＭＨｚ程度の短波を用いる場合は、アンテナの長さは１ｍ程度で済む。このため、マイクロ波や短波を用いる場合は、プリント配線基板の導体パターンでアンテナを形成することができるから、ＩＤタグ全体の構成の薄形化や製造作業性の向上を図ることができる。
【０００４】
しかし、１００ｋＨｚ程度の中波を用いる場合は、アンテナの長さとして１０ｍ程度が必要となるため、導体パターンでアンテナを形成しようとしても必要なターン数を得ることができなかった。このため、従来、中波を用いる場合は、コイルによりアンテナを構成していた。このように、コイルでアンテナを構成した場合、コイルはある程度厚さ寸法がある部品であるため、ＩＤタグの構成を薄形化できないという欠点があった。また、集積回路を実装したプリント配線基板の導体パターンにコイルの両端部を半田付けする作業が必要となるので、製造工程数が増えるという欠点もあった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、電波として中波を用いる場合であっても、アンテナを導体パターンで構成可能にして、薄形化や製造作業性の向上を図ることができるリモートＩＤタグを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明によれば、フレキシブルプリント基板を折り畳むと、フレキシブルプリント基板の複数の平板部に設けられた複数のパターンコイルは、フレキシブルプリント基板または絶縁層を挟んで隣り合う２個のパターンコイルの巻き方向が逆向きとなる。そして、複数のパターンコイルから同一方向に順列巻きされた１つのコイルが構成されるように複数のパターンコイルの各端部を接続することにより、上記１つのコイルからアンテナを構成した。この構成の場合、同一方向に順列巻きされた１つのコイルのターン数は、フレキシブルプリント基板を折り畳む回数を多くすれば所望の数まで増やすことが可能である。従って、アンテナの長さを１０ｍ程度まで延ばすことも容易であり、電波として中波を用いる場合であっても、アンテナを導体パターンで構成することができる。そして、厚さ寸法が薄いフレキシブルプリント基板を折り畳むだけであるから、ＩＤタグの全体構成を薄形化できる。また、アンテナを導体パターンで構成したから、部品点数が少なくなると共に、プリント配線基板の導体パターンにコイルの両端部を半田付けする工程が不要となり、製造作業性を向上させることができる。
【０００７】
更に、上記請求項１の発明においては、パターンコイルの端部の接続をスルーホールにより行うと共に、スルーホールの断面積をパターンコイルの導体パターンの断面積とほぼ同じ断面積となるように構成した。この構成によれば、パターンコイルの端部の接続部分のインピーダンスを、導体パターン部分のインピーダンスとほぼ同じに設定することができ、パターンコイルの接続部分のインピーダンス整合を図ることができる。
【０００８】
請求項２の発明によれば、フレキシブルプリント基板を折り畳んだときに互いに当接して接続するようにフレキシブルプリント基板に設けられた導体パターンからなる端子部によって、パターンコイルの端部を接続するように構成すると共に、端子部のインピーダンスとパターンコイルの導体パターン部分のインピーダンスがほぼ同じになるように構成した。これにより、パターンコイルの接続部分のインピーダンス整合を図ることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説明する。まず、図１及び図２はリモートＩＤタグの全体構成を示す図である。これら図１及び図２に示すように、リモートＩＤタグ１は、タグケース２と、このタグケース２内に収容されたタグ本体部３とから構成されている。上記タグケース２は、樹脂または紙等により形成されており、浅底の矩形箱状をなすケース主部４と、このケース主部４の上面開口部を閉塞する蓋５とから構成されている。尚、上記タグケース２（ＩＤタグ１）の外形寸法は、本実施例の場合、例えば３２ｍｍ×２５ｍｍである。
【００１１】
また、タグ本体部３は、後述するように折り畳まれたフレキシブルプリント基板６と、このフレキシブルプリント基板６に実装された半導体チップ７、共振用コンデンサ８及び平滑用コンデンサ９と、フレキシブルプリント基板６に後述するようにして設けられたアンテナ１０とから構成されている。上記半導体チップ７は、ＩＤタグ１の集積回路を構成するものである。
【００１２】
上記フレキシブルプリント基板６は、例えばポリエステル（或いはポリイミド）を用いた厚さ寸法が０．０１ｍｍ程度の薄いフィルム状のプリント配線基板であり、１回以上折り畳み可能なものである。そして、本実施例では、フレキシブルプリント基板６は、図３に示すように、折り畳まない状態では横長帯状を呈しており、破線で示す折れ目線Ｐ１、Ｐ２に沿って例えば２回折り畳むことが可能な構成となっている（図６参照）。この場合、折れ目線Ｐ１に沿って山折りし、折れ目線Ｐ２に沿って谷折りする。更に、フレキシブルプリント基板６は、上記２回折り畳まれることにより、３重に重なる３つの平板部１１、１２、１３を有している。
【００１３】
さて、上記フレキシブルプリント基板６の一方の面である表面には、図３に示すように、例えば銅製の導体パターンを渦巻状に巻回してなる３つのパターンコイル１４、１５、１６が上記３つの平板部１１、１２、１３に対応するように設けられている。各パターンコイル１４、１５、１６の巻き方向は、それぞれ図３に示すような巻き方向となっている。尚、左端の平板部１１の表面の中央部分に、半導体チップ７及びコンデンサ８、９が配設されている。
【００１４】
更に、上記フレキシブルプリント基板６の他方の面である裏面には、図４に示すように、例えば銅製の導体パターンを渦巻状に巻回してなる３つのパターンコイル１７、１８、１９が上記３つの平板部１１、１２、１３に対応するように設けられている。即ち、本実施例の場合、３つの平板部１１、１２、１３の各両面にパターンコイル１４〜１９が設けられている。そして、上記裏面のパターンコイル１７、１８、１９の巻き方向は、それぞれ図４に示すような巻き方向となっている。尚、図４において、折れ目線Ｐ３はこれに沿って谷折りする線であり、折れ目線Ｐ４はこれに沿って山折りする線である。
【００１５】
一方、図５に示すように、フレキシブルプリント基板６の表面及び裏面には、例えばポリエステル（或いはポリイミド）を用いた絶縁層２０、２１がコーティングされている。これにより、パターンコイル１４〜１９は、絶縁層２０、２１で覆われて絶縁されており、フレキシブルプリント基板６を図６及び図７に示すように折り畳んだ際に、パターンコイル１４〜１９の各間にフレキシブルプリント基板６または絶縁層２０、２１が介在されるように構成されている。
【００１６】
そして、本実施例の場合、６個のパターンコイル１４〜１９の各巻き方向を図３及び図４に示すような方向に設定したので、フレキシブルプリント基板６を折り畳んだときに、６個のパターンコイル１４〜１９のうちのフレキシブルプリント基板６または絶縁層２０、２１を挟んで隣り合う２個のパターンコイルの巻き方向が互いに逆向きとなるように構成されている。
【００１７】
ここで、上記６個のパターンコイル１４〜１９の端子の接続関係について説明する。まず、パターンコイル１４の内側端子１４ａは、半導体チップ７の１つの端子に接続されている。半導体チップ７の他の１つの端子は、フレキシブルプリント基板６を貫通するように設けられたスルーホール２２の表面側の環状導体箔２２ａに接続されている。パターンコイル１４の外側端子１４ｂは、パターンコイル１５の外側端子１５ｂに連続するように接続されている。
【００１８】
そして、パターンコイル１５の内側端子１５ａは、フレキシブルプリント基板６を貫通するように設けられたスルーホール２３の表面側の環状導体箔２３ａに接続されている。また、パターンコイル１５が設けられた平板部１２の図３中下部右端部には、例えば銅製の導体パターンからなる端子部２４が設けられている。この端子部２４は、前記絶縁層２０により覆われないように、即ち、露出するように構成されている。更に、端子部２４は、フレキシブルプリント基板６を貫通するように設けられたスルーホール２５の表面側の環状導体箔２５ａに接続されている。
【００１９】
また、パターンコイル１６が設けられた平板部１３の図３中下部左端部には、例えば銅製の導体パターンからなる端子部２６が設けられている。この端子部２６は、前記絶縁層２０により覆われないように、即ち、露出するように構成されている。更に、この端子部２６と上記端子部２４は、フレキシブルプリント基板６を折り畳んだときに、当接して接続されるように構成されている（図７参照）。尚、この当接部分を半田付けするように構成しても良いし、導電性接着剤で接着するように構成しても良い。
【００２０】
そして、パターンコイル１６の外側端子１６ｂは、上記端子部２６に接続されている。また、パターンコイル１６の内側端子１６ａは、フレキシブルプリント基板６を貫通するように設けられたスルーホール２７の表面側の環状導体箔２７ａに接続されている。
【００２１】
上記スルーホール２７の裏面側の環状導体箔２７ｂは、図４に示すように、パターンコイル１９の内側端子１９ａに接続されている。このパターンコイル１９の外側端子１９ｂは、パターンコイル１８の外側端子１８ｂに連続するように接続されている。そして、パターンコイル１８の内側端子１８ａは、フレキシブルプリント基板６を貫通するように設けられた前記スルーホール２３の裏面側の環状導体箔２３ｂに接続されている。これにより、スルーホール２３を介してパターンコイル１８の内側端子１８ａとパターンコイル１５の内側端子１５ａとが接続されている。
【００２２】
また、パターンコイル１８が設けられた平板部１２の図４中上部右端部には、例えば銅製の導体パターンからなる端子部２８が設けられている。この端子部２８は、前記絶縁層２１により覆われないように、即ち、露出するように構成されている。更に、端子部２８は、フレキシブルプリント基板６を貫通するように設けられた前記スルーホール２５の裏面側の環状導体箔２５ｂに接続されている。このスルーホール２５を介することにより、端子部２８と端子部２４（ひいては端子部２６及びパターンコイル１８の外側端子１８ｂ）とが接続されるようになっている。
【００２３】
そして、パターンコイル１７が設けられた平板部１１の図４中上部左端部には、例えば銅製の導体パターンからなる端子部２９が設けられている。この端子部２９は、前記絶縁層２１により覆われないように、即ち、露出するように構成されている。更に、この端子部２９と上記端子部２８は、フレキシブルプリント基板６を折り畳んだときに、当接して接続されるように構成されている（図７参照）。尚、この当接部分を半田付けするように構成しても良いし、導電性接着剤で接着するように構成しても良い。
【００２４】
更に、上記端子部２９は、パターンコイル１７の外側端子１７ｂに接続されている。そして、上記パターンコイル１７の内側端子１７ａは、フレキシブルプリント基板６を貫通するように設けられた前記スルーホール２２の裏面側の環状導体パターン２２ｂに接続されている。このスルーホール２２を介することにより、パターンコイル１７の内側端子１７ａと前記半導体チップ７の端子とが接続されている。
【００２５】
そして、上述したように６個のパターンコイル１４〜１９の各端子を接続したので、６個のパターンコイル１４〜１９によって同じ方向に順列巻きされた１つのコイルが構成されるようになっている。更に、この１つのコイルにより前記アンテナ１０が構成されているのである。この場合、アンテナ１０のターン数は、６個のパターンコイル１４〜１９の各ターン数を加算した数になる。即ち、アンテナ１０の長さを例えば５〜１０ｍ程度まで延ばすことも十分可能である。この場合、パターンコイルの個数を増加させる必要があれば、フレキシブルプリント基板６の折り畳み回数を増やすことにより、容易に増加させることができる。
【００２６】
また、上記アンテナ１０と前記共振用コンデンサ８とから共振回路が構成されている。この共振回路の共振周波数は、アンテナ１０の自己インダクタンスＬと共振用コンデンサ８の容量Ｃとにより決まる。尚、前記平滑用コンデンサ９は、電波給電された電力を半導体チップ７に内蔵された整流回路により整流して得られた整流出力を平滑して安定な直流電圧（電力）を生成するものであり、これを動作用電源として半導体チップ７に供給する構成となっている。
【００２７】
更に、上記実施例の場合、パターンコイル１４〜１９の端部を接続するフレキシブルプリント基板６のスルーホール２２、２３、２５、２７の断面積を、パターンコイル１４〜１９の導体パターンの断面積とほぼ同じ断面積となるように構成し、パターンコイル１４〜１９の端部の接続部分のインピーダンスと、パターンコイル１４〜１９の他の導体パターン部分のインピーダンスとがほぼ等しくなるように構成している。更にまた、上記実施例の場合、パターンコイル１４〜１９の端部を接続するフレキシブルプリント基板６の端子部２４、２６、２８、２９のインピーダンスと、パターンコイル１４〜１９の導体パターン部分のインピーダンスとがほぼ同じになるようにも構成している。
【００２８】
尚、図３及び図４においては、パターンコイル１４〜１９の導体パターンを太めの線で渦巻き状に荒く描いたが、これは、パターンコイル１４〜１９の巻き方向を見やすくするために行っただけである。実際には、パターンコイル１４〜１９の導体パターンは、図２に示すように、フレキシブルプリント基板６の平板部１１、１２、１３の面の周囲部分にほぼ矩形枠状をなすと共に整列されてかなり密集するように設けられている。そして、各パターンコイル１４〜１９のターン数は、例えば１０〜２０程度である。
【００２９】
このような構成の本実施例によれば、フレキシブルプリント基板６の３つの平板部１１、１２、１３の両面に導体パターンを渦巻状に巻回してなる６個のパターンコイル１４〜１９を設け、フレキシブルプリント基板６の両面に上記パターンコイル１４〜１９を覆うように絶縁層２０，２１を設け、そして、フレキシブルプリント基板６を２回折り畳んだときに、６個のパターンコイル１４〜１９のうちのフレキシブルプリント基板６または絶縁層２０，２１を挟んで隣り合う２個のパターンコイルの巻き方向が逆向きとなるように構成し、更に、上記６個のパターンコイル１４〜１９から同一方向に順列巻きされた１つのコイルが構成されるように６個のパターンコイル１４〜１９の各端部を接続した。そして、本実施例では、上記したように構成された１つのコイルによりアンテナ１０を構成した。
【００３０】
これにより、本実施例の場合、同一方向に順列巻きされた１つのコイル、即ち、アンテナ１０のターン数は、６個のパターンコイル１４〜１９の各ターン数を加算した数になる。従って、アンテナ１０の長さを５〜１０ｍ程度まで延ばすことも十分容易であり、電波として中波を用いる場合であっても、アンテナ１０を、フレキシブルプリント基板６（プリント配線基板）に形成する導体パターンで構成することができるのである。そして、上記実施例では、厚さ寸法が薄いフレキシブルプリント基板６を折り畳むだけであるから、ＩＤタグ１の全体構成を薄形化できる。更に、上記実施例では、アンテナ１０を導体パターンで構成したから、部品点数を低減できると共に、プリント配線基板の導体パターンにアンテナ用のコイル（従来構成）の両端部を半田付けする作業を不要にすることができ、製造作業性を向上させることができる。
【００３１】
また、上記実施例では、パターンコイル１４〜１９の端部の接続を、フレキシブルプリント基板６のスルーホール２２、２３、２５、２７により行うと共に、スルーホール２２、２３、２５、２７の断面積をパターンコイル１４〜１９の導体パターンの断面積とほぼ同じ断面積となるように構成した。これにより、上記実施例においては、パターンコイル１４〜１９の端部の接続部分のインピーダンスを、パターンコイル１４〜１９の導体パターン部分のインピーダンスとほぼ同じに設定することができ、パターンコイル１４〜１９の接続部分のインピーダンス整合を図ることができる。
【００３２】
更に、上記実施例では、フレキシブルプリント基板６を折り畳んだときに互いに当接して接続するようにフレキシブルプリント基板６に設けた端子部２４、２６、２８、２９によって、パターンコイル１４〜１９の端部を接続するように構成すると共に、端子部２４，２６，２８，２９部分のインピーダンスとパターンコイル１４〜１９の導体パターン部分のインピーダンスとがほぼ同じになるように構成した。これによって、パターンコイル１４〜１９の接続部分のインピーダンス整合を図ることができる。更にまた、上記実施例の場合、絶縁層２０、２１をフレキシブルプリント基板６と同じ材料（ポリエステルやポリイミド等）で構成したので、製造し易くなると共に、フレキシブルプリント基板６を折り畳み易くなる。
【００３３】
また、上記実施例において、フレキシブルプリント基板６の折れ目線Ｐ２、Ｐ３に沿う部位に溝部を設けるように構成することが好ましい。このように構成すると、フレキシブルプリント基板６を折り畳み易くなる。また、この場合、折れ目線Ｐ２、Ｐ３に沿う部位に溝部を設けるように構成したが、これは、折れ目線Ｐ２、Ｐ３に沿う部位には導体パターンが存在しないから、上記溝部と導体パターンとが干渉することがないためである。
【００３４】
尚、上記実施例では、フレキシブルプリント基板６の平板部１１、１２、１３の両面にパターンコイル１４〜１９を設けたが、これに限られるものではなく、各平板部の一方の面だけにパターンコイルを設けても良いし、平板部のいずれか１つ或いは２つの平板部についてその一方の面だけにパターンコイルを設けても良い。また、フレキシブルプリント基板６を折り畳む回数も２回に限られるものではなく、１回でも良いし、３回以上でも良い。要は、必要とするアンテナの長さ（即ち、アンテナの自己インダクタンスＬ）を実現できるように、フレキシブルプリント基板６の折り畳み回数及びパターンコイルの個数（更にパターンコイルのターン数）を適宜設定するように構成すれば良い。
【００３５】
また、上記実施例では、タグケース２内にタグ本体部３を収容するように構成したが、これに代えて、タグ本体部３を例えば樹脂封止してカード状の樹脂成形体を形成するように構成しても良い。更に、上記実施例では、パターンコイル１４〜１９の端部を接続するに当たって、スルーホール２２、２３、２５、２７と端子部２４、２６、２８、２９とによって接続するように構成したが、すべてスルーホールにより接続するように構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すＩＤタグの縦断面図
【図２】蓋を取り外したＩＤタグの上面図
【図３】フレキシブルプリント基板の表面を示す図
【図４】フレキシブルプリント基板の裏面を示す図
【図５】フレキシブルプリント基板の概略縦断面図
【図６】フレキシブルプリント基板を折り畳む途中の状態を示す斜視図
【図７】フレキシブルプリント基板を折り畳んだ状態を概略的に示す縦断面図
【符号の説明】
１はＩＤタグ、２はタグケース、３はタグ本体部、６はフレキシブルプリント基板、７は半導体チップ（集積回路）、８は共振用コンデンサ、９は平滑用コンデンサ、１０はアンテナ、１１、１２、１３は平板部、１４、１５、１６、１７、１８、１９はパターンコイル、２０、２１は絶縁層、２２、２３はスルーホール、２４は端子部、２５はスルーホール、２６は端子部、２７はスルーホール、２８は端子部、２９は端子部を示す。

Claims

集積回路とアンテナとを備えて成るリモートＩＤタグにおいて、
１回以上折り畳み可能なフレキシブルプリント基板と、
このフレキシブルプリント基板を折り畳むことにより重なる複数の平板部の一方の面または両面に設けられ、導体パターンを渦巻状に巻回してなる複数のパターンコイルと、
前記フレキシブルプリント基板に前記複数のパターンコイルを覆うように設けられた絶縁層とを備え、
前記フレキシブルプリント基板を折り畳んだときに、前記複数のパターンコイルのうちの前記フレキシブルプリント基板または前記絶縁層を挟んで隣り合う２個のパターンコイルの巻き方向が逆向きとなるように構成すると共に、
前記複数のパターンコイルから同一方向に順列巻きされた１つのコイルが構成されるように前記複数のパターンコイルの各端部を接続し、
前記１つのコイルにより前記アンテナを構成し、
前記パターンコイルの端部の接続をスルーホールにより行うと共に、前記スルーホールの断面積を前記パターンコイルの導体パターンの断面積とほぼ同じ断面積となるように構成したことを特徴とするリモートＩＤタグ。
集積回路とアンテナとを備えて成るリモートＩＤタグにおいて、
１回以上折り畳み可能なフレキシブルプリント基板と、
このフレキシブルプリント基板を折り畳むことにより重なる複数の平板部の一方の面または両面に設けられ、導体パターンを渦巻状に巻回してなる複数のパターンコイルと、
前記フレキシブルプリント基板に前記複数のパターンコイルを覆うように設けられた絶縁層とを備え、
前記フレキシブルプリント基板を折り畳んだときに、前記複数のパターンコイルのうちの前記フレキシブルプリント基板または前記絶縁層を挟んで隣り合う２個のパターンコイルの巻き方向が逆向きとなるように構成すると共に、
前記複数のパターンコイルから同一方向に順列巻きされた１つのコイルが構成されるように前記複数のパターンコイルの各端部を接続し、
前記１つのコイルにより前記アンテナを構成し、
前記フレキシブルプリント基板を折り畳んだときに互いに当接して接続するように前記フレキシブルプリント基板に設けられた導体パターンからなる端子部によって、前記パターンコイルの端部を接続するように構成すると共に、
前記端子部のインピーダンスと前記パターンコイルの導体パターン部分のインピーダンスがほぼ同じになるように構成したことを特徴とするリモートＩＤタグ。