JP4035706B2 - Ｒｆｉｄタグの測定装置及び測定方法並びに該装置を用いたｒｆｉｄ用タグの製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＲＦＩＤタグの測定装置及び測定方法並びに該装置を用いたＲＦＩＤ用タグの製造方法に関し、特に、ロール状又はシート状の絶縁性フィルムにアレイ状に配列されたシートコイルの電気特性（共振周波数、Ｑ値）を正確に測定し、その場でトリミング作業を行うことができるＲＦＩＤタグの測定装置及び測定方法並びに該装置を用いたＲＦＩＤ用タグの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＩＣチップを備えたタグとリーダ／ライタ（又はリーダ）との間でデータの交信を行うＲＦＩＤシステムが普及している。このＲＦＩＤシステムは、タグ及びリーダ／ライタの各々に備えたアンテナを用いてデータの交信を行うため、タグをリーダ／ライタから数ｃｍ乃至数十ｃｍ離しても通信可能であり、また、汚れや静電気等に強いという長所から、工場の生産管理、物流の管理、入退室管理等の様々な分野に利用されるようになってきている。
【０００３】
このタグの基本的な回路要素は、アンテナコイルとコンデンサからなる共振回路とＩＣチップとであり、所望する周波数帯域（例えば、１３．５６ＭＨｚ）でデータの交信を行うには、共振回路を構成するアンテナコイルのインダクタンスＬとコンデンサの静電容量Ｃとで設定される共振周波数ｆを上記周波数に正確に調整する必要がある。
【０００４】
ここで、タグとしてラベル型タグを用いる場合は、フレキシブルな絶縁性フィルムの一方の面にアンテナコイルを形成し、他方の面にアンテナコイルと対向する電極を形成して、絶縁性フィルムを誘電体とするコンデンサを形成する。そして、アンテナコイルの巻き数や面積によりインダクタンスを調整し、対向する電極の重なり部分の面積や電極間の距離により静電容量を調整する。
【０００５】
これらアンテナコイルの巻き数や面積、対向する電極の重なり部分の面積等は基本的にタグの設計段階において設定されるものであり、設計値通りにアンテナコイルやコンデンサが形成されれば、所望の共振周波数を有するタグを製造することができるが、実際にはアンテナコイルやコンデンサの製造段階での誤差等に起因して個体毎に共振周波数にずれが生じる。
【０００６】
この共振周波数のずれの問題に対して、特開平１０−８４０７５号公報には、コンデンサを構成する一方の電極を多数のフィンガーが基部から延びる櫛型構造とし、櫛型電極のフィンガーを順次切断することにより、コンデンサの電極面積すなわち静電容量を変化させて、それにより共振周波数を調整する方法が記載されている。上記公報記載の調整方法について図面を参照して説明する。
【０００７】
図１１は上述した従来のタグに内蔵される共振回路のコンデンサ部の構造を模式的に示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ′線における断面図である。図１１に示すように、絶縁性フィルム６を挟んで、一方の面に櫛型電極７（（ａ）の実線）が、他方の面に対向電極８（（ａ）の破線）が形成されている。この櫛型電極７は、同一幅のフィンガー７ｂが基部７ａに並設して形成され、一方、対向電極８は、絶縁性フィルム６の法線方向から見て矩形形状の電極がフィンガー７ｂと相重なるように形成されている。
【０００８】
上記構造では、静電容量Ｃは対向する電極（図ではフィンガー７ｂと対向電極８）が重なる部分の面積に比例し、電極間の距離に反比例する。従って、フィンガー７ｂの付け根のカット部７ｃをカットすることによって、コンデンサの電極面積を減らして静電容量Ｃを減少させ、共振周波数ｆ0を増加させることができる。そこで、フィンガー７ｂをカットする前のコンデンサの静電容量を予め大きめにしておき、フィンガー７ｂをカットすることによって共振周波数ｆを所望の値に調節することができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、ラベル形タグの製造工程は、ロール状の絶縁性フィルムにスクリーン印刷やエッチングによってシートコイルを形成する工程と、各々のシートコイルにＩＣチップを実装する工程と、タグ表面にカバーシートや粘着層、剥離紙を貼り込むラベル加工工程とからなり、上述した共振周波数の調整をロール状態で行う場合、ロール形態では、インレー（絶縁性フィルムにコイルやコンデンサが形成され、ＩＣが実装された形態をインレーと称する。）がアレイ状に配置されているため、隣接するインレーのコイル同士に相互誘導が作用する。このため、コイルの見かけのＬ値が大きくなり、トリミングすべきインレーの共振周波数を低く見積もってしまい、共振周波数の正確な測定ができないという問題があった。
【００１０】
そこで従来は、図１２に示すように、各々のシートコイルにＩＣチップを実装した後、ロール状のフィルムに配列された各々のインレーを枚葉に切り離し、一つ一つのインレーに対してトリミング作業を行う必要があった。このトリミング作業工程は具体的には図１２下図のようになる。
【００１１】
まず、ステップＳ２０１において、ＩＣチップが実装された枚葉状態のインレーを動作させて共振するか否かを調べる。そして、共振する場合には、ステップＳ２０２で共振周波数を測定し、ステップＳ２０３で測定値と目標とする共振周波数との差を参照してトリミング作業を行う。また、ステップＳ２０１で共振しない場合にはステップＳ２０４でそのシートコイルを廃棄する。
【００１２】
そして、全てのインレーに対して上記作業を繰り返し、ステップＳ２０５で全てのインレーのトリミングが終了したら、ステップＳ２０６において、トリミングしたインレーを一枚ずつ手作業でロールに貼り込み、このロールに対してラベル加工を行う。
【００１３】
このようなロール形態のインレーを枚葉形態に分離して共振周波数の調整を行い、その後、手作業でロールに貼り込んでからラベル加工を行う従来の方法では、量産効率が低く、ＲＦＩＤ用タグの価格を低減することができない。
【００１４】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その主たる目的は、ＲＦＩＤ用タグの共振周波数やＱ値の測定をインレーがアレイ状に配列された形態においても実施することができるＲＦＩＤタグの測定装置及び測定方法並びに該装置を用いたＲＦＩＤ用タグの製造方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の測定装置は、絶縁性フィルム上に複数配列されたＲＦＩＤタグのインレーの各々に対して、検知用コイルを近接させて共振周波数又はＱ値あるいは両者を測定する測定装置において、前記インレーが前記絶縁性フィルム上に多列で配列される場合に、前記絶縁性フィルムの法線方向から見て、測定対象となるインレー及びその一側に隣接するインレーが露出し、前記測定対象のインレーに隣接する他のインレーを覆うように非磁性金属板が配設され、かつ、該非磁性金属板が回動可能に形成され、該非磁性金属板の回転により、前記測定対象のインレー周囲のインレーの特性が比較可能とされるものである。
【００２０】
また、本発明の測定方法は、絶縁性フィルム上に複数配列されたＲＦＩＤタグのインレーの各々に対して、検知用コイルを近接させて共振周波数又はＱ値あるいは両者を測定する測定方法において、前記インレーが前記絶縁性フィルム上に多列で配列される場合に、前記絶縁性フィルムの法線方向から見て、測定対象となるインレー及びその一側に隣接するインレーが露出し、前記測定対象のインレーに隣接する他のインレーを覆うように非磁性金属板を配設し、かつ、該非磁性金属板を回動可能に形成し、該非磁性金属板を回転することにより、前記測定対象のインレー周囲のインレーの特性を比較するものである。
【００２３】
このように、本発明は、検出コイルが平衡−不平衡変換回路（バラン）を介してネットワークアナライザーに接続された測定装置に、測定対象となるシートコイルが作業位置に置かれた時に、この測定対象のインレーに隣接するインレー直下に非磁性金属板を設置することにより、測定対象のインレーと隣接するインレーのコイル同士の相互誘導を抑制することができ、これにより正確に共振周波数やＱ値を測定することができる。
【００２４】
そして、上記測定装置をトリミング装置に組み込むことによって、共振周波数の測定のためのトリミングに際して、インレーを枚葉に分離する必要がなく、また、トリミング後にインレーを一枚ずつ手作業でロールに貼り込む作業がなくなり、生産効率を高めてタグの製造コストを低減することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明に係るＲＦＩＤタグの測定装置及び測定方法並びに該装置を用いたＲＦＩＤ用タグの製造方法の好ましい実施の形態について、以下に説明する。
【００２６】
［実施形態１］
まず、本発明の第１の実施形態に係るＲＦＩＤタグの測定装置及び測定方法並びに該装置を用いたＲＦＩＤ用タグの製造方法について、図１乃至図４を参照して説明する。図１は、ＲＦＩＤシステムの全体構成を模式的に示す図であり、図２は、ＲＦＩＤ用ラベル形タグの構造を示す図である。また、図３は、ＲＦＩＤ用タグの共振周波数測定装置の構成を示す図であり、図４は、本実施形態のラベル形タグの製造工程を示すフローチャート図である。なお、本実施形態は、多列ロール状シートコイルに本発明の測定装置を適用する場合について記載するものである。
【００２７】
図１に示すように、ＲＦＩＤシステム１は、アンテナ３ａを用いてデータの交信を行うリーダ／ライタ３と、ラベル形、カード形等の種々の形状のタグ２とからなり、リーダ／ライタ３には、送受信信号を変換するための通信回路部３ｂと送受信信号をデコードするための演算処理部３ｃとが接続されている。また、タグ２は、その内部にコイルとコンデンサとから構成される共振回路２ａと、データの演算、記憶を行うＩＣ２ｂが接続され、内蔵する電源又はリーダ／ライタ３から供給される電源を用いて駆動される。
【００２８】
また、図２に示すように、一般にラベル形タグ２の共振回路は、フレキシブルな絶縁性フィルム６の両面に、ＡｌやＣｕ等の導電膜をエッチングにより除去したり、スクリーン印刷により導電性ペーストを塗布することにより、コイル４や櫛型電極７、幹部電極９、対向電極８のパターンを形成し、各々のタグ２にＩＣ２ｂを実装した後、タグ２表面にカバーシート等を貼り込むことによって形成される。このような櫛歯電極構造とするのは、前述したように、パターン形成段階におけるエッチングやスクリーン印刷の精度等の製造上誤差により生じる共振周波数の個体差を調整するためである。
【００２９】
前述したように、ロール状の絶縁性フィルムにシートコイルが多列に配列された状態では、シートコイル同士が互いに隣接し、相互誘導が作用するために共振周波数を正確に測定することができず、そのため、ロール形態のインレーを枚葉形態に分離した後にトリミング作業を行い、その後、インレーを手作業でロールに貼り込んでいたため生産効率が低いという問題があった。
【００３０】
そこで、本実施形態では、共振周波数やＱ値等の電気特性（以下、共振周波数等と略す。）の測定に際して、被測定インレーに隣接するインレー直下に非磁性金属板を設置し、被測定インレーが測定兼トリミング作業位置に置かれた時に、被測定インレーとそれに隣接するインレーのコイル同士に相互誘導が作用しないようにしている。
【００３１】
具体的には、本実施形態の測定装置１３は、図３に示すように、検出コイル１３ａが平衡−不平衡変換回路（バラン）１３ｂを介してネットワークアナライザー１３ｃに接続された構成において、測定対象のインレーが露出するように中央に開口を設けた非磁性金属板１２を配設し、その開口部分に検知コイル１３ａを配置した構造としている。そして、検出コイル１３ａを被測定インレーに近接させて、コイルの一端から他端へのＳパラメータ（Ｓ21）の周波数特性を測定することで、被測定インレーの共振周波数ｆ0及びＱ値を測定する。
【００３２】
なお、非磁性金属板１２の形状は図３の構成に限定されず、絶縁性フィルムの法線方向から見て、少なくとも被測定インレーに隣接するインレーを覆う形状であればよく、影響の大きい上下左右のインレーのみを覆う形状（例えば、中央に開口を設けた十字形状）や、更に外側のインレーまで覆う形状（例えば、被測定インレーを除く５行、５列を覆う形状等）であってもよく、広い領域を覆う形状とすることによって遠方のインレーの影響を防止することができ、より正確に共振周波数等を測定することができる。
【００３３】
このような測定装置１３を用いることにより、ロール形態であっても非磁性金属板１２によって隣接するインレーの影響を抑制して正確に共振周波数等を測定することができるため、ラベル形タグの製造工程も量産性に優れたものとすることができ、図４のフローチャート図に示すように、多列ロール状のシートコイルを製造する工程と、各々のインレーにＩＣチップを実装する工程と、多列ロール形態のままで各々のインレーに対して共振周波数等を測定しトリミングを行う工程と、多列ロール形態のままでインレー表面にカバーシートや粘着層、剥離紙を貼り込むラベル加工工程とで構成することができる。
【００３４】
上記トリミング作業とラベル加工の工程は具体的には以下のようになる。まず、ステップＳ１０１で、ロール形態の各々のインレーに対して共振するかどうかを調べ、共振する場合はステップＳ１０２でロール形態のインレーを図３に示した測定装置１３に配置し、非磁性金属板１２により隣接するインレーとの相互誘導を抑制して正確に共振周波数を測定する。そして、ステップＳ１０３で、測定した共振周波数の値と目標とする値との差から調整量を計算し、この調整量に応じて、例えば櫛型電極７をカットして共振周波数を調整する。
【００３５】
この共振周波数の調整方法として、本願発明者の先願に記載した方法が好適である。すなわち、図１１に示す従来の方法では、櫛型電極７のフィンガー７ｂの付け根のカット部７ｃを順次カットすることにより、対向電極８との容量を減らしてｆ＝１／（２π（ＬＣ）1/2）の関係から共振周波数ｆ0を増加させているが、図１１の形状では、カット毎の共振周波数の変化量が一定でないため、目標の周波数に合わせ込むためのカット本数を計算することができない。そこで先願では、図１３（ａ）のようにフィンガー７ｂの幅を順次変化させたり、図１３（ｂ）のように対向電極８の形状をテーパー状又は階段状にして１フィンガー７ｂ当たりの共振周波数の変化量を略一定とし、切断本数を容易に計算可能とし、基部７ａを切断することにより一度のトリミングで共振周波数の調整ができるようにしている。
【００３６】
なお、共振周波数の調整方法は、上記先願の方法に限定されるものではなく、従来例で示したフィンガー７ｂを順次カットして調整する方法でも、コイルの経路や巻回数を変更してインダクタンスを調整する方法でも良く、トリミングによって共振周波数を調整可能な任意の方法を用いることができる。
【００３７】
そして、トリミング作業が終了したらステップＳ１０４でロール状シートを送って次のインレーに対して同様にトリミング作業を行い、ステップＳ１０６でロールの終端まで達したら、ステップＳ１０７において、ステップＳ１０５でＢａｄマークを付けたインレーをバイパスしてロールをつなぎ直す。その後、ステップＳ１０８で加工機にインレーを通してラベル加工を行い、ラベル形タグを形成する。
【００３８】
このように本実施形態の測定装置１３や該測定装置を組み込んだトリミング装置を用いることにより、インレーがアレイ状に配列されたロール形態においても、被測定インレーのコイルの鎖交磁束が隣接インレーのコイルと鎖交することがなくなるため、正確に共振周波数を測定することができる。そして、枚葉形態に切り離さずに測定することができるため、切り離したインレーを手作業でロールに貼り込む必要がなくなり、量産性を格段に向上させることができる。なお、被測定インレーのコイルと被磁性金属板１２の間に多少相互誘導が作用するが、共振周波数が大きく増加することは無いことは確認済みである。
【００３９】
［実施形態２］
次に、本発明の第２の実施形態に係るＲＦＩＤタグの測定装置及び測定方法並びに該装置を用いたＲＦＩＤ用タグの製造方法について、図５及び図６を参照して説明する。図５は、第２の実施形態に係る測定装置の構造を示す図であり、図６は、本実施形態のＲＦＩＤ用ラベル形タグの製造工程を示すフローチャート図である。
【００４０】
前記した第１の実施形態では、ロール状の絶縁性フィルム１０ａにインレーを多列に配置したが、インレーを単列に配置した形態においても本発明の測定装置１３を適用することができる。この場合のラベル形タグの製造工程は、図６に示すように、多列ロール状のシートコイルを製造する工程と、各々のインレーにＩＣチップを実装する工程と、多列のロールを単列のロール状に分割する工程と、単列ロール形態のままで各々のインレーに対して共振周波数等を測定し、トリミングを行う工程と、単列ロール形態のままでインレー表面にカバーシートや粘着層、剥離紙を貼り込むラベル加工工程とに大別される。
【００４１】
この単列ロール形態の場合でも、従来は相隣り合うインレーのコイル同士が互いに隣接し、相互誘導が作用するために共振周波数を正確に測定することができず、そのため、単列ロール形態のインレーを枚葉形態に分離した後にトリミング作業を行っていた。そこで、本実施形態では、図５に示すように、検出コイル１３ａと平衡−不平衡変換回路１３ｂとネットワークアナライザー１３ｃとで構成される測定装置を用いて共振周波数等を測定する際に、インレーと略等しい大きさの非磁性金属板１２を被測定インレーの前後のインレー下部に設置し、相隣り合うインレーの相互誘導を抑制している。
【００４２】
なお、非磁性金属板１２の形状は図５の構成に限定されず、少なくとも被測定インレーに隣接するインレー下部を覆う形状であればよく、被測定インレーの前後の２以上のインレーを覆う形状や、前記した第１の実施形態のように被測定インレーのみが露出する開口を設けた形状であってもよい。
【００４３】
このように本実施形態の測定装置１３を用いることにより、インレーが単列に配列されたロール形態においても、被測定インレーのコイルの鎖交磁束が隣接インレーのコイルと鎖交することが無くなるため、正確に共振周波数を測定することができ、切り離したインレーを手作業でロールに貼り込む必要がなくなるため、量産性を格段に向上させることができる。
【００４４】
［実施形態３］
次に、本発明の第３の実施形態に係るＲＦＩＤタグの測定装置及び測定方法並びに該装置を用いたＲＦＩＤ用タグの製造方法について、図７を参照して説明する。図７は、第３の実施形態に係る共振周波数の測定の様子を示す図である。
【００４５】
前記した第１の実施形態では、非磁性金属板１２の開口部分に被測定インレーが配置されるように非磁性金属板１２又はロール状絶縁性フィルム１０ａを動かしながら共振周波数の測定を行ったが、製造途中段階においては全てのインレーの共振周波数の値を測定しなくても、共振周波数のばらつきを測定したり、インレーの動作チェックのみを行えばよい場合もある。
【００４６】
そこで、本実施形態では、図７に示すように、非磁性金属板１２を中央に開口を設けた形状ではなく、一方向が開放された「コ」の字型とし、コの字形の非磁性金属板１２を回転させることによって被測定インレー周囲のインレーの相対的なばらつきや動作チェックを行っている。すなわち、コの字形の非磁性金属板１２を用いることにより、被測定インレーの上下左右のインレーの相互誘導の影響が加味された共振周波数が測定され、コの字型の非磁性金属板１２を回転させて共振周波数の値を比較することによって、被測定インレーの前後左右のインレーの相対的なばらつきや動作確認を行うことができる。
【００４７】
例えば、（ａ）に示すように被測定インレーとその右側のインレーに非磁性金属板１２がない状態で共振周波数を測定すると、この値は被測定インレーに右側のインレーの相互誘導が作用した値となって現れる。その後、非磁性金属板１２を（ｂ）に示すように半時計方向に９０度回転させると、被測定インレーの上部のインレーに非磁性金属板１２がない状態となる。この状態で同様に共振周波数を測定すると、今度は被測定インレーに上部のインレーの相互誘導が作用した値が測定される。
【００４８】
そして、この動作を繰り返して共振周波数を比較し、いずれかの状態における共振周波数が他の値と大きく異なる場合には、その状態における非磁性金属板１２がないインレーが正常に動作していないと推測される。従って、非磁性金属板１２を回転させることにより、測定対象の上下左右の４つのインレーの動作を確認することができ、バイパスすべきインレーを簡単に選別したり、アレイ状に配列されたインレーの相対的な共振周波数のばらつきを確認することができ、タグの製造における指標とすることができる。
【００４９】
［実施形態４］
次に、本発明の第４の実施形態に係るＲＦＩＤタグの測定装置及び測定方法並びに該装置を用いたＲＦＩＤ用タグの製造方法について、図８を参照して説明する。図８は、第４の実施形態に係るＲＦＩＤ用カード形タグの製造方法を示すフローチャート図である。
【００５０】
前記した第１乃至第３の実施形態ではラベル形タグを製造する場合について記載したが、カード形タグにおいても、製造途中段階においては複数のインレーが互いに隣接してアレイ状に配置されており、従来の方法では、最終工程でカード形サイズに切断されなければタグの共振周波数等を測定することはできない。そこで、第１乃至第３の実施形態に示した測定装置を用いることにより、シート状の絶縁性フィルム上にコイルがアレイ状に配列された状態で共振周波数等を測定することができ、ラベル形タグの場合と同様に、カード型タグの場合も、本発明の測定装置１３を用いることにより品質管理を行うことができる。
【００５１】
カード型タグの場合は、シート上にコイルをアレイ状に形成した後、ＣＯＢをコイルに結線し、シートを挟み込むようにラミネート加工を行うため、ＣＯＢをコイルに結線する際、ＣＯＢに機械応力や電圧電流等の付加がかかり故障する場合がある。また、ラミネート加工でＣＯＢに機械応力がかかり故障する場合もある。
【００５２】
上記２つの工程での故障率を低減することができれば最終歩留まりを改善することができるが、シートを切断して枚葉形態にしてから共振周波数を測定して不良を検出しても、どの工程で不良が発生したのかを特定することはできず、プレス圧力や印加電圧などの加工条件を最適化することができない。そこで、本実施形態では、第１乃至第３の実施形態で示した測定装置１３を用いて、ＣＯＢをコイルに結線した後と、ラミネート加工後に共振周波数等の測定を行い、測定結果をフィードバックして上記２つの工程の加工条件を最適化して歩留まりの改善を図っている。
【００５３】
本実施形態のカード型タグの製造方法について、図８のフローチャート図を参照して説明する。カード形タグの製造工程は、例えば、４７ｃｍ×３２ｃｍ程度の大きさのシート上に５ｃｍ×８ｃｍ程度のコイルをアレイ状に形成する工程と、ＩＣチップが実装された基板をスポット溶接等を用いてコイルに結線する工程と、シートを挟み込むようにラミネート加工する工程と、シートを切断してカードタグを形成する工程とに大別され、ＣＯＢをコイルに結線した後と、ラミネート加工後に第１乃至第３の実施形態で示した測定装置１３を用いて共振周波数等を測定する。
【００５４】
そして、例えば、コイル結線後に共振周波数の値が異常となれば、スポット溶接の条件が適切でないことが分かり、また、ラミネート加工後に共振周波数の値が異常となれば、ラミネート加工の温度条件や圧力条件等が適切でないことが分かるため、各々の加工条件を最適化して歩留まりの改善を図ることができる。
【００５５】
このように、本実施形態の手法を用いれば、コイルがアレイ状に配置された状態でもカード形タグの共振周波数ｆO及びＱ値を正確に読み取り、良否判定を行うことができるため、品質管理が容易となり、共振周波数の測定結果を製造工程にフィードバックすることにより、加工条件を最適化することができ、最終歩留まりを向上させることができる。
【００５６】
【実施例】
上記した本発明の実施の形態についてさらに詳細に説明すべく、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【００５７】
［実施例１］
まず、本発明の第１の実施例について図９を参照して説明する。図９はロール形態のインレーの配置を示す図であり、ロール形態における本発明の効果を確認するために、上述した測定装置１３で共振周波数を測定した。
【００５８】
具体的には、ロール形態のインレーは縦４列であり、ロールの端から横４列分（１６枚分）のインレーの共振周波数ｆOを本発明の測定装置１３を用いて測定した後、インレーを個別に切り離して従来の測定装置（非磁性金属板１２がない測定装置）を用いて共振周波数ｆOを測定した。その結果を表１に示す。
【００５９】
また、比較例として、上記ロール形態のインレーの共振周波数を非磁性金属板１２を設置しない状態で測定した後、インレーを個別に切り離して従来の測定装置を用いて共振周波数ｆOを測定した。その結果を表２に示す。なお、表１、２中の試料番号は図９の番号に対応している。
【００６０】
表１より、本発明の測定装置１３を用いた場合は、ロール形態と枚葉形態の測定誤差は最大でも０．０６ＭＨｚ、平均値が０．０５ＭＨｚ、標準偏差が０．０１７ＭＨｚであり、測定誤差が小さかった。これに対して、表２より、非磁性金属板１２を設置しない測定装置で測定した場合は、ロール形態と枚葉形態の測定誤差は最大で１．０３ＭＨｚ、最小でも０．２７ＭＨｚ、平均値が０．６５ＭＨｚ、標準偏差が０．２９ＭＨｚであり、測定誤差が大きかった。なお、表２のＮｏ．１とＮｏ．２はロールの隅に位置し、それに隣接するインレーの数が少ないため、切離し後の測定値に近いが、それでも誤差は０．２７ＭＨｚ以上あった。
【００６１】
以上の結果から、本発明の測定装置１３を用いることによってロール形態でも共振周波数を正確に測定できることが確認された。
【００６２】
【表１】
【００６３】
【表２】
【００６４】
［実施例２］
次に、本発明の第２の実施例について図１０を参照して説明する。図１０はシート形態のインレーの配置を示す図であり、シート形態における本発明の効果を確認するために、上述した測定装置で共振周波数を測定した。
【００６５】
具体的には、カード形ＲＦＩＤタグのインレーは縦５列×横３列（１５枚）のアレイ状となっており、全てのインレーの共振周波数ｆOを本発明の測定装置１３を用いて測定した後、カード化したあとで従来の測定装置（非磁性金属板１２がない測定装置）を用いて全てのカードタグの共振周波数ｆOを測定した。その結果を表３に示す。
【００６６】
また、比較例として、上記シート形態の全てのインレーの共振周波数ｆOを非磁性金属板１２を設置しない状態で測定した後、カード化したあとで従来の測定装置を用いて全てのカードタグの共振周波数ｆOを測定した。その結果を表４に示す。なお、表３、４中の試料番号は図１０の番号に対応している。
【００６７】
表３より、本発明の測定装置１３を用いた場合は、シート形態と枚葉形態の測定誤差は最大でも０．０５ＭＨｚであり、平均値が０．０４ＭＨｚ、標準偏差が０．０１ＭＨｚであり、測定誤差が小さかった。これに対して、表４より、非磁性金属板を設置しない測定装置で測定した場合は、シート形態と枚葉形態の測定誤差は最大で０．８６ＭＨｚ、最小でも０．２３ＭＨｚ、平均値が０．５２ＭＨｚ、標準偏差が０．２０６ＭＨｚであり、測定誤差が大きかった。なお、表４のＮｏ．１、Ｎｏ．５、Ｎｏ．１１、Ｎｏ．１５はインレ−の隅に位置し、それに隣接するインレーの数が少ないため、切離し後の測定値に近いが、それでも誤差は０．２３ＭＨｚ以上あった。
【００６８】
以上の結果から、本発明の測定装置１３を用いることによってシート形態でも共振周波数を正確に測定できることが確認された。
【００６９】
【表３】
【００７０】
【表４】
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のＲＦＩＤタグの測定装置及び測定方法並びに該装置を用いたＲＦＩＤ用タグの製造方法によれば、下記記載の効果を奏する。
【００７２】
本発明の第１の効果は、ＲＦＩＤタグのインレーが近接している場合でも、任意のインレーの共振周波数ｆO及び共振鋭さＱを、それに隣接するインレーの影響を受けることなく、正確に測定することができるということである。
【００７３】
また、本発明の第２の効果は、ラベル形タグ製造時に、ロール形態のまま（枚葉形態に切断することなく）で、非接触で任意のインレーの共振周波数ｆO、Ｑ値を測定することができるということである。
【００７４】
また、本発明の第３の効果は、非接触で、任意のタグの共振周波数ｆOを測定できるため、測定作業と同時に、その測定値を元にした共振周波数調整（トリミング）作業を実施することができるということである。
【００７５】
また、本発明の第４の効果は、カード形タグの製造途中段階においてインレーの動作を確認することができ、不具合が発生した場合に速やかに加工条件を最適化して歩留まりを向上させることができるということである。
【００７６】
このように、本発明を利用すれば、ＲＦＩＤ用タグの量産効率を向上させ、又品質管理を行うことが可能となり、タグのコストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＲＦＩＤシステムの構成を示す図である。
【図２】ＲＦＩＤ用タグの構造を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る測定装置の構造を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るラベル形タグの製造工程を示すフローチャート図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る測定装置の構造を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係るラベル形タグの製造工程を示すフローチャート図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る測定装置の構造を示す図である。
【図８】本発明の第４の実施形態に係るカード形タグの製造工程を示すフローチャート図である。
【図９】本発明の第１の実施例に係るラベル形タグの配列を示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施例に係るカード形タグの配列を示す図である。
【図１１】ＲＦＩＤ用タグの櫛型電極の構造を示す図である。
【図１２】従来のラベル形の製造工程を示すフローチャート図である。
【図１３】先願に係るＲＦＩＤ用タグの櫛型電極の構造を示す図である。
【符号の説明】
１ ＲＦＩＤシステム
２ タグ
２ａ 共振回路
２ｂ ＩＣ
３ リーダ／ライタ
３ａ リーダ／ライタ用アンテナ
３ｂ 通信回路部
３ｃ 演算処理部
４ コイル
４ａ 上面コイル
４ｂ 下面コイル
５ コンデンサ
６ フィルム
７ 櫛型電極
７ａ 基部
７ｂ フィンガー
７ｃ カット部
８ 対向電極
９ 幹部電極
１０ａ ロール状絶縁性フィルム
１０ｂ シート状絶縁性フィルム
１１ シートコイル
１２ 非磁性金属板
１３ 測定装置
１３ａ 検知コイル
１３ｂ 平衡−非平衡変換回路
１３ｃ ネットワークアナライザー
【発明の属する技術分野】
本発明はＲＦＩＤタグの測定装置及び測定方法並びに該装置を用いたＲＦＩＤ用タグの製造方法に関し、特に、ロール状又はシート状の絶縁性フィルムにアレイ状に配列されたシートコイルの電気特性（共振周波数、Ｑ値）を正確に測定し、その場でトリミング作業を行うことができるＲＦＩＤタグの測定装置及び測定方法並びに該装置を用いたＲＦＩＤ用タグの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＩＣチップを備えたタグとリーダ／ライタ（又はリーダ）との間でデータの交信を行うＲＦＩＤシステムが普及している。このＲＦＩＤシステムは、タグ及びリーダ／ライタの各々に備えたアンテナを用いてデータの交信を行うため、タグをリーダ／ライタから数ｃｍ乃至数十ｃｍ離しても通信可能であり、また、汚れや静電気等に強いという長所から、工場の生産管理、物流の管理、入退室管理等の様々な分野に利用されるようになってきている。
【０００３】
このタグの基本的な回路要素は、アンテナコイルとコンデンサからなる共振回路とＩＣチップとであり、所望する周波数帯域（例えば、１３．５６ＭＨｚ）でデータの交信を行うには、共振回路を構成するアンテナコイルのインダクタンスＬとコンデンサの静電容量Ｃとで設定される共振周波数ｆを上記周波数に正確に調整する必要がある。
【０００４】
ここで、タグとしてラベル型タグを用いる場合は、フレキシブルな絶縁性フィルムの一方の面にアンテナコイルを形成し、他方の面にアンテナコイルと対向する電極を形成して、絶縁性フィルムを誘電体とするコンデンサを形成する。そして、アンテナコイルの巻き数や面積によりインダクタンスを調整し、対向する電極の重なり部分の面積や電極間の距離により静電容量を調整する。
【０００５】
これらアンテナコイルの巻き数や面積、対向する電極の重なり部分の面積等は基本的にタグの設計段階において設定されるものであり、設計値通りにアンテナコイルやコンデンサが形成されれば、所望の共振周波数を有するタグを製造することができるが、実際にはアンテナコイルやコンデンサの製造段階での誤差等に起因して個体毎に共振周波数にずれが生じる。
【０００６】
この共振周波数のずれの問題に対して、特開平１０−８４０７５号公報には、コンデンサを構成する一方の電極を多数のフィンガーが基部から延びる櫛型構造とし、櫛型電極のフィンガーを順次切断することにより、コンデンサの電極面積すなわち静電容量を変化させて、それにより共振周波数を調整する方法が記載されている。上記公報記載の調整方法について図面を参照して説明する。
【０００７】
図１１は上述した従来のタグに内蔵される共振回路のコンデンサ部の構造を模式的に示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ′線における断面図である。図１１に示すように、絶縁性フィルム６を挟んで、一方の面に櫛型電極７（（ａ）の実線）が、他方の面に対向電極８（（ａ）の破線）が形成されている。この櫛型電極７は、同一幅のフィンガー７ｂが基部７ａに並設して形成され、一方、対向電極８は、絶縁性フィルム６の法線方向から見て矩形形状の電極がフィンガー７ｂと相重なるように形成されている。
【０００８】
上記構造では、静電容量Ｃは対向する電極（図ではフィンガー７ｂと対向電極８）が重なる部分の面積に比例し、電極間の距離に反比例する。従って、フィンガー７ｂの付け根のカット部７ｃをカットすることによって、コンデンサの電極面積を減らして静電容量Ｃを減少させ、共振周波数ｆ0を増加させることができる。そこで、フィンガー７ｂをカットする前のコンデンサの静電容量を予め大きめにしておき、フィンガー７ｂをカットすることによって共振周波数ｆを所望の値に調節することができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、ラベル形タグの製造工程は、ロール状の絶縁性フィルムにスクリーン印刷やエッチングによってシートコイルを形成する工程と、各々のシートコイルにＩＣチップを実装する工程と、タグ表面にカバーシートや粘着層、剥離紙を貼り込むラベル加工工程とからなり、上述した共振周波数の調整をロール状態で行う場合、ロール形態では、インレー（絶縁性フィルムにコイルやコンデンサが形成され、ＩＣが実装された形態をインレーと称する。）がアレイ状に配置されているため、隣接するインレーのコイル同士に相互誘導が作用する。このため、コイルの見かけのＬ値が大きくなり、トリミングすべきインレーの共振周波数を低く見積もってしまい、共振周波数の正確な測定ができないという問題があった。
【００１０】
そこで従来は、図１２に示すように、各々のシートコイルにＩＣチップを実装した後、ロール状のフィルムに配列された各々のインレーを枚葉に切り離し、一つ一つのインレーに対してトリミング作業を行う必要があった。このトリミング作業工程は具体的には図１２下図のようになる。
【００１１】
まず、ステップＳ２０１において、ＩＣチップが実装された枚葉状態のインレーを動作させて共振するか否かを調べる。そして、共振する場合には、ステップＳ２０２で共振周波数を測定し、ステップＳ２０３で測定値と目標とする共振周波数との差を参照してトリミング作業を行う。また、ステップＳ２０１で共振しない場合にはステップＳ２０４でそのシートコイルを廃棄する。
【００１２】
そして、全てのインレーに対して上記作業を繰り返し、ステップＳ２０５で全てのインレーのトリミングが終了したら、ステップＳ２０６において、トリミングしたインレーを一枚ずつ手作業でロールに貼り込み、このロールに対してラベル加工を行う。
【００１３】
このようなロール形態のインレーを枚葉形態に分離して共振周波数の調整を行い、その後、手作業でロールに貼り込んでからラベル加工を行う従来の方法では、量産効率が低く、ＲＦＩＤ用タグの価格を低減することができない。
【００１４】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その主たる目的は、ＲＦＩＤ用タグの共振周波数やＱ値の測定をインレーがアレイ状に配列された形態においても実施することができるＲＦＩＤタグの測定装置及び測定方法並びに該装置を用いたＲＦＩＤ用タグの製造方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の測定装置は、絶縁性フィルム上に複数配列されたＲＦＩＤタグのインレーの各々に対して、検知用コイルを近接させて共振周波数又はＱ値あるいは両者を測定する測定装置において、前記インレーが前記絶縁性フィルム上に多列で配列される場合に、前記絶縁性フィルムの法線方向から見て、測定対象となるインレー及びその一側に隣接するインレーが露出し、前記測定対象のインレーに隣接する他のインレーを覆うように非磁性金属板が配設され、かつ、該非磁性金属板が回動可能に形成され、該非磁性金属板の回転により、前記測定対象のインレー周囲のインレーの特性が比較可能とされるものである。
【００２０】
また、本発明の測定方法は、絶縁性フィルム上に複数配列されたＲＦＩＤタグのインレーの各々に対して、検知用コイルを近接させて共振周波数又はＱ値あるいは両者を測定する測定方法において、前記インレーが前記絶縁性フィルム上に多列で配列される場合に、前記絶縁性フィルムの法線方向から見て、測定対象となるインレー及びその一側に隣接するインレーが露出し、前記測定対象のインレーに隣接する他のインレーを覆うように非磁性金属板を配設し、かつ、該非磁性金属板を回動可能に形成し、該非磁性金属板を回転することにより、前記測定対象のインレー周囲のインレーの特性を比較するものである。
【００２３】
このように、本発明は、検出コイルが平衡−不平衡変換回路（バラン）を介してネットワークアナライザーに接続された測定装置に、測定対象となるシートコイルが作業位置に置かれた時に、この測定対象のインレーに隣接するインレー直下に非磁性金属板を設置することにより、測定対象のインレーと隣接するインレーのコイル同士の相互誘導を抑制することができ、これにより正確に共振周波数やＱ値を測定することができる。
【００２４】
そして、上記測定装置をトリミング装置に組み込むことによって、共振周波数の測定のためのトリミングに際して、インレーを枚葉に分離する必要がなく、また、トリミング後にインレーを一枚ずつ手作業でロールに貼り込む作業がなくなり、生産効率を高めてタグの製造コストを低減することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明に係るＲＦＩＤタグの測定装置及び測定方法並びに該装置を用いたＲＦＩＤ用タグの製造方法の好ましい実施の形態について、以下に説明する。
【００２６】
［実施形態１］
まず、本発明の第１の実施形態に係るＲＦＩＤタグの測定装置及び測定方法並びに該装置を用いたＲＦＩＤ用タグの製造方法について、図１乃至図４を参照して説明する。図１は、ＲＦＩＤシステムの全体構成を模式的に示す図であり、図２は、ＲＦＩＤ用ラベル形タグの構造を示す図である。また、図３は、ＲＦＩＤ用タグの共振周波数測定装置の構成を示す図であり、図４は、本実施形態のラベル形タグの製造工程を示すフローチャート図である。なお、本実施形態は、多列ロール状シートコイルに本発明の測定装置を適用する場合について記載するものである。
【００２７】
図１に示すように、ＲＦＩＤシステム１は、アンテナ３ａを用いてデータの交信を行うリーダ／ライタ３と、ラベル形、カード形等の種々の形状のタグ２とからなり、リーダ／ライタ３には、送受信信号を変換するための通信回路部３ｂと送受信信号をデコードするための演算処理部３ｃとが接続されている。また、タグ２は、その内部にコイルとコンデンサとから構成される共振回路２ａと、データの演算、記憶を行うＩＣ２ｂが接続され、内蔵する電源又はリーダ／ライタ３から供給される電源を用いて駆動される。
【００２８】
また、図２に示すように、一般にラベル形タグ２の共振回路は、フレキシブルな絶縁性フィルム６の両面に、ＡｌやＣｕ等の導電膜をエッチングにより除去したり、スクリーン印刷により導電性ペーストを塗布することにより、コイル４や櫛型電極７、幹部電極９、対向電極８のパターンを形成し、各々のタグ２にＩＣ２ｂを実装した後、タグ２表面にカバーシート等を貼り込むことによって形成される。このような櫛歯電極構造とするのは、前述したように、パターン形成段階におけるエッチングやスクリーン印刷の精度等の製造上誤差により生じる共振周波数の個体差を調整するためである。
【００２９】
前述したように、ロール状の絶縁性フィルムにシートコイルが多列に配列された状態では、シートコイル同士が互いに隣接し、相互誘導が作用するために共振周波数を正確に測定することができず、そのため、ロール形態のインレーを枚葉形態に分離した後にトリミング作業を行い、その後、インレーを手作業でロールに貼り込んでいたため生産効率が低いという問題があった。
【００３０】
そこで、本実施形態では、共振周波数やＱ値等の電気特性（以下、共振周波数等と略す。）の測定に際して、被測定インレーに隣接するインレー直下に非磁性金属板を設置し、被測定インレーが測定兼トリミング作業位置に置かれた時に、被測定インレーとそれに隣接するインレーのコイル同士に相互誘導が作用しないようにしている。
【００３１】
具体的には、本実施形態の測定装置１３は、図３に示すように、検出コイル１３ａが平衡−不平衡変換回路（バラン）１３ｂを介してネットワークアナライザー１３ｃに接続された構成において、測定対象のインレーが露出するように中央に開口を設けた非磁性金属板１２を配設し、その開口部分に検知コイル１３ａを配置した構造としている。そして、検出コイル１３ａを被測定インレーに近接させて、コイルの一端から他端へのＳパラメータ（Ｓ21）の周波数特性を測定することで、被測定インレーの共振周波数ｆ0及びＱ値を測定する。
【００３２】
なお、非磁性金属板１２の形状は図３の構成に限定されず、絶縁性フィルムの法線方向から見て、少なくとも被測定インレーに隣接するインレーを覆う形状であればよく、影響の大きい上下左右のインレーのみを覆う形状（例えば、中央に開口を設けた十字形状）や、更に外側のインレーまで覆う形状（例えば、被測定インレーを除く５行、５列を覆う形状等）であってもよく、広い領域を覆う形状とすることによって遠方のインレーの影響を防止することができ、より正確に共振周波数等を測定することができる。
【００３３】
このような測定装置１３を用いることにより、ロール形態であっても非磁性金属板１２によって隣接するインレーの影響を抑制して正確に共振周波数等を測定することができるため、ラベル形タグの製造工程も量産性に優れたものとすることができ、図４のフローチャート図に示すように、多列ロール状のシートコイルを製造する工程と、各々のインレーにＩＣチップを実装する工程と、多列ロール形態のままで各々のインレーに対して共振周波数等を測定しトリミングを行う工程と、多列ロール形態のままでインレー表面にカバーシートや粘着層、剥離紙を貼り込むラベル加工工程とで構成することができる。
【００３４】
上記トリミング作業とラベル加工の工程は具体的には以下のようになる。まず、ステップＳ１０１で、ロール形態の各々のインレーに対して共振するかどうかを調べ、共振する場合はステップＳ１０２でロール形態のインレーを図３に示した測定装置１３に配置し、非磁性金属板１２により隣接するインレーとの相互誘導を抑制して正確に共振周波数を測定する。そして、ステップＳ１０３で、測定した共振周波数の値と目標とする値との差から調整量を計算し、この調整量に応じて、例えば櫛型電極７をカットして共振周波数を調整する。
【００３５】
この共振周波数の調整方法として、本願発明者の先願に記載した方法が好適である。すなわち、図１１に示す従来の方法では、櫛型電極７のフィンガー７ｂの付け根のカット部７ｃを順次カットすることにより、対向電極８との容量を減らしてｆ＝１／（２π（ＬＣ）1/2）の関係から共振周波数ｆ0を増加させているが、図１１の形状では、カット毎の共振周波数の変化量が一定でないため、目標の周波数に合わせ込むためのカット本数を計算することができない。そこで先願では、図１３（ａ）のようにフィンガー７ｂの幅を順次変化させたり、図１３（ｂ）のように対向電極８の形状をテーパー状又は階段状にして１フィンガー７ｂ当たりの共振周波数の変化量を略一定とし、切断本数を容易に計算可能とし、基部７ａを切断することにより一度のトリミングで共振周波数の調整ができるようにしている。
【００３６】
なお、共振周波数の調整方法は、上記先願の方法に限定されるものではなく、従来例で示したフィンガー７ｂを順次カットして調整する方法でも、コイルの経路や巻回数を変更してインダクタンスを調整する方法でも良く、トリミングによって共振周波数を調整可能な任意の方法を用いることができる。
【００３７】
そして、トリミング作業が終了したらステップＳ１０４でロール状シートを送って次のインレーに対して同様にトリミング作業を行い、ステップＳ１０６でロールの終端まで達したら、ステップＳ１０７において、ステップＳ１０５でＢａｄマークを付けたインレーをバイパスしてロールをつなぎ直す。その後、ステップＳ１０８で加工機にインレーを通してラベル加工を行い、ラベル形タグを形成する。
【００３８】
このように本実施形態の測定装置１３や該測定装置を組み込んだトリミング装置を用いることにより、インレーがアレイ状に配列されたロール形態においても、被測定インレーのコイルの鎖交磁束が隣接インレーのコイルと鎖交することがなくなるため、正確に共振周波数を測定することができる。そして、枚葉形態に切り離さずに測定することができるため、切り離したインレーを手作業でロールに貼り込む必要がなくなり、量産性を格段に向上させることができる。なお、被測定インレーのコイルと被磁性金属板１２の間に多少相互誘導が作用するが、共振周波数が大きく増加することは無いことは確認済みである。
【００３９】
［実施形態２］
次に、本発明の第２の実施形態に係るＲＦＩＤタグの測定装置及び測定方法並びに該装置を用いたＲＦＩＤ用タグの製造方法について、図５及び図６を参照して説明する。図５は、第２の実施形態に係る測定装置の構造を示す図であり、図６は、本実施形態のＲＦＩＤ用ラベル形タグの製造工程を示すフローチャート図である。
【００４０】
前記した第１の実施形態では、ロール状の絶縁性フィルム１０ａにインレーを多列に配置したが、インレーを単列に配置した形態においても本発明の測定装置１３を適用することができる。この場合のラベル形タグの製造工程は、図６に示すように、多列ロール状のシートコイルを製造する工程と、各々のインレーにＩＣチップを実装する工程と、多列のロールを単列のロール状に分割する工程と、単列ロール形態のままで各々のインレーに対して共振周波数等を測定し、トリミングを行う工程と、単列ロール形態のままでインレー表面にカバーシートや粘着層、剥離紙を貼り込むラベル加工工程とに大別される。
【００４１】
この単列ロール形態の場合でも、従来は相隣り合うインレーのコイル同士が互いに隣接し、相互誘導が作用するために共振周波数を正確に測定することができず、そのため、単列ロール形態のインレーを枚葉形態に分離した後にトリミング作業を行っていた。そこで、本実施形態では、図５に示すように、検出コイル１３ａと平衡−不平衡変換回路１３ｂとネットワークアナライザー１３ｃとで構成される測定装置を用いて共振周波数等を測定する際に、インレーと略等しい大きさの非磁性金属板１２を被測定インレーの前後のインレー下部に設置し、相隣り合うインレーの相互誘導を抑制している。
【００４２】
なお、非磁性金属板１２の形状は図５の構成に限定されず、少なくとも被測定インレーに隣接するインレー下部を覆う形状であればよく、被測定インレーの前後の２以上のインレーを覆う形状や、前記した第１の実施形態のように被測定インレーのみが露出する開口を設けた形状であってもよい。
【００４３】
このように本実施形態の測定装置１３を用いることにより、インレーが単列に配列されたロール形態においても、被測定インレーのコイルの鎖交磁束が隣接インレーのコイルと鎖交することが無くなるため、正確に共振周波数を測定することができ、切り離したインレーを手作業でロールに貼り込む必要がなくなるため、量産性を格段に向上させることができる。
【００４４】
［実施形態３］
次に、本発明の第３の実施形態に係るＲＦＩＤタグの測定装置及び測定方法並びに該装置を用いたＲＦＩＤ用タグの製造方法について、図７を参照して説明する。図７は、第３の実施形態に係る共振周波数の測定の様子を示す図である。
【００４５】
前記した第１の実施形態では、非磁性金属板１２の開口部分に被測定インレーが配置されるように非磁性金属板１２又はロール状絶縁性フィルム１０ａを動かしながら共振周波数の測定を行ったが、製造途中段階においては全てのインレーの共振周波数の値を測定しなくても、共振周波数のばらつきを測定したり、インレーの動作チェックのみを行えばよい場合もある。
【００４６】
そこで、本実施形態では、図７に示すように、非磁性金属板１２を中央に開口を設けた形状ではなく、一方向が開放された「コ」の字型とし、コの字形の非磁性金属板１２を回転させることによって被測定インレー周囲のインレーの相対的なばらつきや動作チェックを行っている。すなわち、コの字形の非磁性金属板１２を用いることにより、被測定インレーの上下左右のインレーの相互誘導の影響が加味された共振周波数が測定され、コの字型の非磁性金属板１２を回転させて共振周波数の値を比較することによって、被測定インレーの前後左右のインレーの相対的なばらつきや動作確認を行うことができる。
【００４７】
例えば、（ａ）に示すように被測定インレーとその右側のインレーに非磁性金属板１２がない状態で共振周波数を測定すると、この値は被測定インレーに右側のインレーの相互誘導が作用した値となって現れる。その後、非磁性金属板１２を（ｂ）に示すように半時計方向に９０度回転させると、被測定インレーの上部のインレーに非磁性金属板１２がない状態となる。この状態で同様に共振周波数を測定すると、今度は被測定インレーに上部のインレーの相互誘導が作用した値が測定される。
【００４８】
そして、この動作を繰り返して共振周波数を比較し、いずれかの状態における共振周波数が他の値と大きく異なる場合には、その状態における非磁性金属板１２がないインレーが正常に動作していないと推測される。従って、非磁性金属板１２を回転させることにより、測定対象の上下左右の４つのインレーの動作を確認することができ、バイパスすべきインレーを簡単に選別したり、アレイ状に配列されたインレーの相対的な共振周波数のばらつきを確認することができ、タグの製造における指標とすることができる。
【００４９】
［実施形態４］
次に、本発明の第４の実施形態に係るＲＦＩＤタグの測定装置及び測定方法並びに該装置を用いたＲＦＩＤ用タグの製造方法について、図８を参照して説明する。図８は、第４の実施形態に係るＲＦＩＤ用カード形タグの製造方法を示すフローチャート図である。
【００５０】
前記した第１乃至第３の実施形態ではラベル形タグを製造する場合について記載したが、カード形タグにおいても、製造途中段階においては複数のインレーが互いに隣接してアレイ状に配置されており、従来の方法では、最終工程でカード形サイズに切断されなければタグの共振周波数等を測定することはできない。そこで、第１乃至第３の実施形態に示した測定装置を用いることにより、シート状の絶縁性フィルム上にコイルがアレイ状に配列された状態で共振周波数等を測定することができ、ラベル形タグの場合と同様に、カード型タグの場合も、本発明の測定装置１３を用いることにより品質管理を行うことができる。
【００５１】
カード型タグの場合は、シート上にコイルをアレイ状に形成した後、ＣＯＢをコイルに結線し、シートを挟み込むようにラミネート加工を行うため、ＣＯＢをコイルに結線する際、ＣＯＢに機械応力や電圧電流等の付加がかかり故障する場合がある。また、ラミネート加工でＣＯＢに機械応力がかかり故障する場合もある。
【００５２】
上記２つの工程での故障率を低減することができれば最終歩留まりを改善することができるが、シートを切断して枚葉形態にしてから共振周波数を測定して不良を検出しても、どの工程で不良が発生したのかを特定することはできず、プレス圧力や印加電圧などの加工条件を最適化することができない。そこで、本実施形態では、第１乃至第３の実施形態で示した測定装置１３を用いて、ＣＯＢをコイルに結線した後と、ラミネート加工後に共振周波数等の測定を行い、測定結果をフィードバックして上記２つの工程の加工条件を最適化して歩留まりの改善を図っている。
【００５３】
本実施形態のカード型タグの製造方法について、図８のフローチャート図を参照して説明する。カード形タグの製造工程は、例えば、４７ｃｍ×３２ｃｍ程度の大きさのシート上に５ｃｍ×８ｃｍ程度のコイルをアレイ状に形成する工程と、ＩＣチップが実装された基板をスポット溶接等を用いてコイルに結線する工程と、シートを挟み込むようにラミネート加工する工程と、シートを切断してカードタグを形成する工程とに大別され、ＣＯＢをコイルに結線した後と、ラミネート加工後に第１乃至第３の実施形態で示した測定装置１３を用いて共振周波数等を測定する。
【００５４】
そして、例えば、コイル結線後に共振周波数の値が異常となれば、スポット溶接の条件が適切でないことが分かり、また、ラミネート加工後に共振周波数の値が異常となれば、ラミネート加工の温度条件や圧力条件等が適切でないことが分かるため、各々の加工条件を最適化して歩留まりの改善を図ることができる。
【００５５】
このように、本実施形態の手法を用いれば、コイルがアレイ状に配置された状態でもカード形タグの共振周波数ｆO及びＱ値を正確に読み取り、良否判定を行うことができるため、品質管理が容易となり、共振周波数の測定結果を製造工程にフィードバックすることにより、加工条件を最適化することができ、最終歩留まりを向上させることができる。
【００５６】
【実施例】
上記した本発明の実施の形態についてさらに詳細に説明すべく、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【００５７】
［実施例１］
まず、本発明の第１の実施例について図９を参照して説明する。図９はロール形態のインレーの配置を示す図であり、ロール形態における本発明の効果を確認するために、上述した測定装置１３で共振周波数を測定した。
【００５８】
具体的には、ロール形態のインレーは縦４列であり、ロールの端から横４列分（１６枚分）のインレーの共振周波数ｆOを本発明の測定装置１３を用いて測定した後、インレーを個別に切り離して従来の測定装置（非磁性金属板１２がない測定装置）を用いて共振周波数ｆOを測定した。その結果を表１に示す。
【００５９】
また、比較例として、上記ロール形態のインレーの共振周波数を非磁性金属板１２を設置しない状態で測定した後、インレーを個別に切り離して従来の測定装置を用いて共振周波数ｆOを測定した。その結果を表２に示す。なお、表１、２中の試料番号は図９の番号に対応している。
【００６０】
表１より、本発明の測定装置１３を用いた場合は、ロール形態と枚葉形態の測定誤差は最大でも０．０６ＭＨｚ、平均値が０．０５ＭＨｚ、標準偏差が０．０１７ＭＨｚであり、測定誤差が小さかった。これに対して、表２より、非磁性金属板１２を設置しない測定装置で測定した場合は、ロール形態と枚葉形態の測定誤差は最大で１．０３ＭＨｚ、最小でも０．２７ＭＨｚ、平均値が０．６５ＭＨｚ、標準偏差が０．２９ＭＨｚであり、測定誤差が大きかった。なお、表２のＮｏ．１とＮｏ．２はロールの隅に位置し、それに隣接するインレーの数が少ないため、切離し後の測定値に近いが、それでも誤差は０．２７ＭＨｚ以上あった。
【００６１】
以上の結果から、本発明の測定装置１３を用いることによってロール形態でも共振周波数を正確に測定できることが確認された。
【００６２】
【表１】
【表２】
［実施例２］
次に、本発明の第２の実施例について図１０を参照して説明する。図１０はシート形態のインレーの配置を示す図であり、シート形態における本発明の効果を確認するために、上述した測定装置で共振周波数を測定した。
【００６５】
具体的には、カード形ＲＦＩＤタグのインレーは縦５列×横３列（１５枚）のアレイ状となっており、全てのインレーの共振周波数ｆOを本発明の測定装置１３を用いて測定した後、カード化したあとで従来の測定装置（非磁性金属板１２がない測定装置）を用いて全てのカードタグの共振周波数ｆOを測定した。その結果を表３に示す。
【００６６】
また、比較例として、上記シート形態の全てのインレーの共振周波数ｆOを非磁性金属板１２を設置しない状態で測定した後、カード化したあとで従来の測定装置を用いて全てのカードタグの共振周波数ｆOを測定した。その結果を表４に示す。なお、表３、４中の試料番号は図１０の番号に対応している。
【００６７】
表３より、本発明の測定装置１３を用いた場合は、シート形態と枚葉形態の測定誤差は最大でも０．０５ＭＨｚであり、平均値が０．０４ＭＨｚ、標準偏差が０．０１ＭＨｚであり、測定誤差が小さかった。これに対して、表４より、非磁性金属板を設置しない測定装置で測定した場合は、シート形態と枚葉形態の測定誤差は最大で０．８６ＭＨｚ、最小でも０．２３ＭＨｚ、平均値が０．５２ＭＨｚ、標準偏差が０．２０６ＭＨｚであり、測定誤差が大きかった。なお、表４のＮｏ．１、Ｎｏ．５、Ｎｏ．１１、Ｎｏ．１５はインレ−の隅に位置し、それに隣接するインレーの数が少ないため、切離し後の測定値に近いが、それでも誤差は０．２３ＭＨｚ以上あった。
【００６８】
以上の結果から、本発明の測定装置１３を用いることによってシート形態でも共振周波数を正確に測定できることが確認された。
【００６９】
【表３】
【表４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のＲＦＩＤタグの測定装置及び測定方法並びに該装置を用いたＲＦＩＤ用タグの製造方法によれば、下記記載の効果を奏する。
【００７２】
本発明の第１の効果は、ＲＦＩＤタグのインレーが近接している場合でも、任意のインレーの共振周波数ｆO及び共振鋭さＱを、それに隣接するインレーの影響を受けることなく、正確に測定することができるということである。
【００７３】
また、本発明の第２の効果は、ラベル形タグ製造時に、ロール形態のまま（枚葉形態に切断することなく）で、非接触で任意のインレーの共振周波数ｆO、Ｑ値を測定することができるということである。
【００７４】
また、本発明の第３の効果は、非接触で、任意のタグの共振周波数ｆOを測定できるため、測定作業と同時に、その測定値を元にした共振周波数調整（トリミング）作業を実施することができるということである。
【００７５】
また、本発明の第４の効果は、カード形タグの製造途中段階においてインレーの動作を確認することができ、不具合が発生した場合に速やかに加工条件を最適化して歩留まりを向上させることができるということである。
【００７６】
このように、本発明を利用すれば、ＲＦＩＤ用タグの量産効率を向上させ、又品質管理を行うことが可能となり、タグのコストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＲＦＩＤシステムの構成を示す図である。
【図２】ＲＦＩＤ用タグの構造を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る測定装置の構造を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るラベル形タグの製造工程を示すフローチャート図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る測定装置の構造を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係るラベル形タグの製造工程を示すフローチャート図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る測定装置の構造を示す図である。
【図８】本発明の第４の実施形態に係るカード形タグの製造工程を示すフローチャート図である。
【図９】本発明の第１の実施例に係るラベル形タグの配列を示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施例に係るカード形タグの配列を示す図である。
【図１１】ＲＦＩＤ用タグの櫛型電極の構造を示す図である。
【図１２】従来のラベル形の製造工程を示すフローチャート図である。
【図１３】先願に係るＲＦＩＤ用タグの櫛型電極の構造を示す図である。
【符号の説明】
１ ＲＦＩＤシステム
２ タグ
２ａ 共振回路
２ｂ ＩＣ
３ リーダ／ライタ
３ａ リーダ／ライタ用アンテナ
３ｂ 通信回路部
３ｃ 演算処理部
４ コイル
４ａ 上面コイル
４ｂ 下面コイル
５ コンデンサ
６ フィルム
７ 櫛型電極
７ａ 基部
７ｂ フィンガー
７ｃ カット部
８ 対向電極
９ 幹部電極
１０ａ ロール状絶縁性フィルム
１０ｂ シート状絶縁性フィルム
１１ シートコイル
１２ 非磁性金属板
１３ 測定装置
１３ａ 検知コイル
１３ｂ 平衡−非平衡変換回路
１３ｃ ネットワークアナライザー
Claims (2)
- 絶縁性フィルム上に複数配列されたＲＦＩＤタグのインレーの各々に対して、検知用コイルを近接させて共振周波数又はＱ値あるいは両者を測定する測定装置において、
前記インレーが前記絶縁性フィルム上に多列で配列される場合に、
前記絶縁性フィルムの法線方向から見て、測定対象となるインレー及びその一側に隣接するインレーが露出し、前記測定対象のインレーに隣接する他のインレーを覆うように非磁性金属板が配設され、かつ、該非磁性金属板が回動可能に形成され、
該非磁性金属板の回転により、前記測定対象のインレー周囲のインレーの特性が比較可能とされることを特徴とする測定装置。 - 絶縁性フィルム上に複数配列されたＲＦＩＤタグのインレーの各々に対して、検知用コイルを近接させて共振周波数又はＱ値あるいは両者を測定する測定方法において、
前記インレーが前記絶縁性フィルム上に多列で配列される場合に、
前記絶縁性フィルムの法線方向から見て、測定対象となるインレー及びその一側に隣接するインレーが露出し、前記測定対象のインレーに隣接する他のインレーを覆うように非磁性金属板を配設し、かつ、該非磁性金属板を回動可能に形成し、
該非磁性金属板を回転することにより、前記測定対象のインレー周囲のインレーの特性を比較することを特徴とする測定方法。
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