CN101147295A - 平面天线及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明的课题在于提供一种平面天线，其在树脂薄膜上，具有含天线部和连接端子部的电路图案，并且该电路图案具有金属层和在该金属层的连接端子部的表层设置的热熔合性导电性层。本发明通过提供下述平面天线而解决了上述课题，即，一种平面天线，在树脂薄膜上形成由金属层构成的电路图案，并且是通过在该电路图案的连接端子部处设置热熔合性导电层后，蚀刻除去不需要的部分而得到的。

Description

平面天线及其制造方法

技术领域

本发明涉及可适合用作IC标签用天线、非接触型IC卡用天线的平面天线及其制造方法。

背景技术

近年来，非接触地对读/写装置所发出的电磁波信号进行发射和接收的非接触式IC卡或IC标签已被开发并且实用化。形成了这种非接触式IC卡或IC标签的天线图案(电路图案)的平面天线，有A)将与树脂薄膜粘结的铜箔或铝箔等进行蚀刻而形成了电路图案的平面天线(例如，专利文献1)，B)将导电性涂料在树脂薄膜或树脂片印刷为规定形状，而形成了电路图案的平面天线(例如，专利文献2)，C)将导电性涂料在树脂薄膜或树脂片上印刷为规定形状，形成了电路图案后，然后进行金属镀敷而成的平面天线(例如，专利文献3)，D)使用刻刀从叠层了铜箔或铝箔的树脂薄膜上刻出天线电路图案，形成了电路图案的平面天线(例如，专利文献4)。

然而，上述A)情况，在使用光致抗蚀剂等在与树脂薄膜粘结了的铜箔、铝箔等上形成电路图案后，必须通过蚀刻除去不需要的部分。特别是，为了使电子部件的端子部分和天线电连接，必须除去形成了电路图案的抗蚀层的全部或一部分，因此很难低成本化。此外，如上述B)、C)所述，印刷导电性涂料形成了电路图案的平面天线，其电阻容易变高。为了低电阻化，可以增大涂布的厚度，但如果这样的话，则弯曲电路图案时容易产生破裂，并且作为天线时的通信特性容易变得不稳定。进一步，如上述C)所述，使用导电性涂料印刷后，进行金属镀敷，形成了电路图案的平面天线，其微细线宽部分处的金属镀敷层的粘合性差，搬送过程中电路图案容易滑落，并且在金属镀敷过程中无法避免高成本。而且，上述D)的情况，存在难以提高电路图案的线宽精度的问题。

另一方面，对于电路图案和IC芯片等的电子部件的电连接，已提出了在电路图案的连接端子部上，设置各向异性的导电粘合剂层或金属线，并在其上直接配置了IC芯片等的电子部件的非接触式IC卡或IC标签(例如，专利文献5～8)。

然而，作为构成电路图案的导体，大多使用廉价的铝，这种情况下，由于在铝表面上容易形成氧化被膜，因此即使在电路连接端子部插入各向异性的导电性粘合剂来连接电子部件，也存在各向异性导电性粘合剂与铝的粘合性容易降低，并且电阻值容易增大这样的问题。特别是，为了确认作为平面天线的性能有无劣化，而假设使用IC标签的环境，将平面天线提供至在温度为40℃，湿度为90％RH的高温·高湿度下保管两星期的严酷的加速试验，通过这样进行，使得铝表面的氧化被膜进一步增大，连接电阻变大，因此有时存在与读/写装置的通信容易变得不稳定的问题。

专利文献1：特开2003-37348号公报(权利要求的范围)

专利文献2：特开2004-180217号公报(权利要求的范围)

专利文献3：特开2004-529499号公报(权利要求的范围)

专利文献4：特开2003-37427号公报(权利要求的范围)

专利文献5：特开平8-310172号公报(权利要求的范围)

专利文献6：专利第2818392号公报(权利要求的范围)

专利文献7：特开2000-113144号公报(权利要求的范围)

专利文献8：特开2002-42098号公报(权利要求的范围)

发明内容

本发明目的在于提供一种廉价且具有低电阻电路，并且与IC芯片等的电子部件的电连接的可靠性优异的平面天线及其制造方法。

为了解决上述问题，本发明由以下(1)～(14)构成。

(1)一种平面天线，其在树脂薄膜上，具有含天线部和连接端子部的电路图案，并且该电路图案具有金属层和在该金属层的连接端子部表层设置的热熔合性导电性层。

(2)如上述(1)所述的平面天线，在前述金属层的天线部的表层具有该天线部的保护层。

(3)如上述(1)或(2)所述的平面天线，前述金属层的表面电阻值为0.5～200mΩ/□。

(4)如上述(1)～(3)的任一项所述的平面天线，前述金属层实质上由铝形成。

(5)如上述(1)～(4)的任一项所述的平面天线，前述金属层为金属蒸镀层。

(6)如上述(1)～(5)的任一项所述的平面天线，前述导电性层是含有导电性粒子或导电性纤维的树脂层。

(7)如上述(6)所述的平面天线，前述树脂层含有环氧树脂、该环氧树脂的固化剂和橡胶。

(8)如上述(7)所述的平面天线，前述橡胶是主链上具有不饱和碳键的橡胶。

(9)如上述(1)～(8)的任一项所述的平面天线，前述导电性层的厚度为1～50μm。

(10)一种平面天线的制造方法，其包括在树脂薄膜上设置构成含天线部和连接端子部的电路图案的金属层的工序A，在金属层的构成天线部的部分上设置该天线部的保护层的工序B，在金属层的构成连接端子部的部分上设置热熔合性的导电性层的工序C，以及在工序B和工序C之后将金属层的未构成电路图案的部分通过蚀刻来除去的工序D。

(11)如上述(10)所述的平面天线的制造方法，在前述工序A中，设置厚度为0.2～50μm的金属层。

(12)如上述(10)或(11)所述的平面天线的制造方法，使用在前述工序A中通过蒸镀在树脂薄膜上设置了金属层的薄膜，形成电路图案。

(13)如上述(10)～(12)的任一项所述的平面天线的制造方法，在前述工序A中，设置实质上由铝形成的金属层。

(14)如上述(13)所述的平面天线的制造方法，在前述工序B中设置耐碱性的保护层，并且在前述工序C中设置耐碱性的导电性层，进一步在前述工序D中使用碱液进行蚀刻。

此处，本发明中所谓的平面天线，是薄膜或片状的天线，并且与螺旋线圈天线有区别。但是，本发明的平面天线在用作镶嵌物(插入物)或IC标签时，有时也弯曲使用。

所谓电路图案，含天线部和连接端子部。所谓连接端子部，是用于将平面天线与IC芯片或IC带等的电子部件的连接端子电连接的部分，并且是可以导电的部分。另一方面，所谓天线部，是电路图案的连接端子部以外的部分，并且是在设置于树脂薄膜上的平面天线中，与读写装置等收发机所发出的电波或由磁场产生的电磁感应的发送接收有关的部分。

本发明的平面天线，由于在构成电路图案的金属层的连接端子部的表层具有热熔合性的导电性层，因此即使不使用现有的线键合或各向异性导电片(ACF)等，也可以通过加热压合或超声波接合，将该导电性层和IC芯片或IC带等的电子部件的电极部分热熔合，并由此直接连接。

因此，在构成电路图案的金属层的天线部表层上具有保护层时，即使不叠层保护膜地加工成IC标签或IC卡等，也就是说即使在露出平面天线的镶嵌物(插入物)的状态下使用，也可以减少由金属层氧化所导致的劣化，并且可以抑制长时期使用时的通信特性的降低。此外，由于金属层的氧化劣化小，因此即使在加热并叠层树脂片(例如，由在聚对苯二甲酸乙二醇酯中共聚1，4～环己烷二甲醇所得的聚酯树脂(PET-G)形成的树脂片)或叠层加工粘合膜时，与树脂片、粘合膜的粘合性也良好，并且即使施加弯曲平面天线等的外力，在电路图案与树脂片、粘合膜之间也难以产生剥离。因此，电路图案与树脂片、粘合膜之间的介电常数的变化小，并且通信特性稳定。此外，还可通过在该保护层中加入颜料、染料，而着色为各种颜色，这种情况下，作为镶嵌物(插入物)，或作为叠层了具有透明性的树脂膜的IC标签或IC卡，可以通过视觉识别使用。

如果构成电路图案的金属层的表面电阻值为0.5～200mΩ/□以下，则可以抑制金属层的厚度、成本，并且在安装IC芯片等而形成镶嵌物(插入物)，或IC标签或IC卡的情况下，可以得到良好的通信特性。在金属层实质上由铝构成时，可以使镶嵌物(插入物)，或IC标签或IC卡轻量化，此外，即使在废弃的情况下，也由于在长时间使用的期间，铝转变为氧化铝、氢氧化铝，因此对环境的影响小。在金属层为金属蒸镀层时，可以使平面天线薄膜化，进一步，由于比金属箔柔软，因此向标签化等的加工变得容易。此外，与通过导电性涂料形成了电路图案的平面天线相比，进行反复弯曲时的通信特性的下降非常小。

此外，在以连接端子部的导电性层作为含导电性粒子的树脂层时，与用焊料形成了连接端子部的情况相比，其可以在60～70℃的低温下与IC等的电子部件的电极部分进行接合。这时，如果使用特别是5μm以下的微细的导电性粒子，则容易通过丝网印刷法形成连接端子部。进一步，由于即使进行高温·高湿度的加速试验，在IC芯片或IC带(插入物)等的电子部件的电极部分和天线电路部分的电连接部分上也没有出现电阻值增大，因此可以维持长期稳定的通信特性。另外，所谓IC带，是按照与IC芯片的电极(突起)部分连接那样，用导电性涂料等形成了扩大电极的基板。

另外，如果使含有导电性粒子的树脂中含有橡胶，则在安装IC芯片或IC带，形成镶嵌物(插入物)，或IC标签或IC卡后，即使在该IC标签等上施加长时间的振动，也不易产生IC芯片或IC带等的电子部件的电极部分和电路图案的连接端子部的剥离，并进一步可以维持长期稳定的通信特性。

作为橡胶，如果使用在主链上具有不饱和碳键的橡胶，则粘合性、弯曲耐久性良好。此外，由于在主链上具有不饱和碳键的橡胶，可溶于或软化于有机溶剂、水或其混合溶剂，因此可优选用于本发明的制造方法。其中，如果使用丙烯腈丁二烯系橡胶，则在安装IC芯片、IC带等的电子部件后，即使施加长时间的振动，在连接端子部也不易产生破裂，因此可以维持长期稳定的通信特性。特别是，如果含有50重量％以上的羧化丙烯腈丁二烯橡胶，则在与IC芯片、IC带等的电子部件的电极部分接合时，即使其连接部分的温度为150℃以下，也可以充分接合。

本发明中，即使在使连接端子部表层的导电性层的厚度为1～50μm的情况下，与IC芯片或IC带的电极部分的电连接性也良好，特别是即使在高温高湿度下长时间放置，IC芯片、IC带等的电子部件的电极部分和电路图案的连接端子部的电阻值、高频区域中的阻抗也不易上升，可以维持长期稳定的通信特性。

另一方面，根据本发明的平面天线的制造方法，由于无需除去形成了电路图案的抗蚀层，或除去一部分抗蚀层以便进行与IC芯片、IC带等的电子部件电连接的形成连接端子部的工序，因此可以大幅降低制造成本。

当在树脂薄膜上设置构成含天线部和连接端子部的电路图案的金属层时，通过使用在树脂薄膜上蒸镀了铝等金属的蒸镀膜，并由此形成电路图案，使得与将相同厚度的金属箔粘结在树脂薄膜上并进行了蚀刻的情况相比，可以使蚀刻时间为一半以下，并且可以降低蚀刻工序的制造成本。

此外，通过设置厚度为0.2～50μm范围内的金属层，使得蚀刻变得容易，并且在蚀刻时电路图案不易剥离。进一步，如果金属层实质上由铝形成，则蚀刻液可以使用氢氧化钾、氢氧化钠水溶液等比较廉价的蚀刻液，因此可以进一步降低制造成本。

另外，如果使覆盖金属层的保护层以及导电性层为耐碱性，则在安装IC芯片、IC带，形成镶嵌物(插入物)后，由于可以使用碱液对树脂薄膜露出部分进行消光加工(凹凸加工)，因此可以提高该树脂薄膜露出部分与制作镶嵌物时所用的其它树脂薄膜的粘合性。特别是，在使用碱液作为蚀刻液进行蚀刻的情况下，如果覆盖电路图案的金属层的保护层以及导电性层为耐碱性，则由于可以提高前述蚀刻工序中所用的碱液的浓度、温度，因此未构成电路图案的部分的金属层的除去可以更加高速化，并且可以降低生产成本。

具体实施方式

本发明的平面天线，例如如图1、2所示，在树脂薄膜1上，具有含天线部和连接端子部的电路图案5，并且电路图案5具有金属层2和在该金属层2的连接端子部表层上设置的热熔合性导电性层4。热熔合性的导电性层4，可以通过加热处理、加热挤压处理、超声波处理等直接电连接IC芯片或IC带等的电子部件的端子部分。

在通过加热IC芯片或IC带等的电子部件的端子部分而进行连接时，优选在30～200℃，并进一步优选在60～150℃的范围内加热导电性层4的表层。此外，在通过加热挤压进行连接时，优选在30～200℃，并进一步优选在60～150℃下加热该表层，并且在0.1～3GPa，优选在0.5～1GPa的压力下挤压端子部而进行连接。

为了提高金属层2与热熔合性导电性层4之间的粘合性，可以在构成电路图案5的金属层2与热熔合性导电性层4之间设置硅烷偶联剂、钛酸酯系底料等。此外，还可以在热熔合性导电性层4与金属层2之间插入非热熔合性导电性层，但在这种情况下，为了良好地保持与IC芯片、IC带等的电子部件的电极部分的电连接，希望热熔合性导电性层4的厚度相对于热熔合性导电性层4与非热熔合性导电性层的总厚度为10％以上，并优选为30％以上。

此外，热熔合性导电性层4，优选实质上不具有熔点。此处，所谓实质上不具有熔点，是指在加热至300℃时，该导电性层未熔融形成流动状态。

本发明中，导电性层4的表面电阻值优选为0.5～200mΩ/□。通过使导电性层的表面电阻值为200mΩ/□以下，使得与IC芯片、IC带等的电子部件的端子部分的电连接良好，并且可以减小800MHz以上的高频区域中的连接端子部处的阻抗。其结果是，作为IC标签等，可以得到良好的通信特性(灵敏度)。另一方面，在表面电阻值低于0.5mΩ/□时，虽然通信特性(灵敏度)良好，但为此必须使用更昂贵的Au、Pt贵金属作为导电性粒子，或者必须增加导电性层本身的厚度，因此平面天线的价格变高。从而，作为上限，优选为200mΩ/□，进一步优选为100mΩ/□，并最优选为50mΩ/□，作为下限，优选为0.5mΩ/□。

导电性层4优选为由在树脂中含有导电性粒子的树脂组合物所形成的层。与通过焊料形成连接端子部的情况相比，通过含有导电性粒子，可以在60～70℃的低温下与IC等的电子部件电极部分进行连接。

此处，作为构成导电性层的树脂，可以使用以聚酯树脂、苯氧树脂、环氧树脂、聚酯树脂等作为主成分的热固化性树脂、或者以不饱和聚酯树脂、聚酯丙烯酸酯树脂、聚氨酯丙烯酸酯树脂、聚硅氧烷丙烯酸酯树脂、环氧丙烯酸酯树脂等作为主成分的UV固化性树脂等的光固化性树脂。前述热固化性树脂或UV固化性树脂等光固化性树脂，可以两种以上混合使用，此外，也可以根据需要，混合阻燃剂、光敏剂、光引发剂等。

在上述树脂中，如果使用环氧树脂，并进一步混合该环氧树脂的固化剂以及橡胶，则由于可以使与IC芯片、IC带等的电子部件的电极部分的粘合性、弯曲耐久性的任一项都良好，因此优选。

所谓环氧树脂，是指在一分子中具有两个以上环氧基，并且可以形成三维结构的物质，其可以优选使用由下述(1)式表示的双酚A型环氧树脂，两个氢原子与双酚骨架中心的碳原子键合的形状的双酚F型环氧树脂，甲基和氢原子与双酚骨架中心的碳原子键合的双酚AD型环氧树脂，或者作为酚和甲醛反应生成物的由苯酚酚醛清漆与表氯醇反应所得到的苯酚酚醛清漆型环氧树脂。

此外，还可以使用环式脂肪族环氧树脂、缩水甘油酯系树脂、缩水甘油胺系树脂、杂环式环氧树脂等环氧树脂。

作为环氧树脂的固化剂，优选使用由R-NH₂(此处，R表示脂肪族烃基、脂环族烃基、芳香族烃基)表示的胺系固化剂。此外可以使用，在分子中具有一个以上酰胺基，并以聚酰胺胺为代表的聚酰胺系固化剂，或脂肪族酸酐、脂环式酸酐、芳香族酸酐、卤素系酸酐等的酸酐系固化剂。

作为橡胶，可以列举具有聚亚甲基型饱和主链的橡胶、在主链上含有碳和氧的橡胶、在主链上具有不饱和碳键的橡胶、在主链上含有硅和氧的橡胶、在主链上含有碳、氧和氮的橡胶、在主链上含有硫、氧和碳的橡胶、在主链上含有磷和氮的橡胶等。其中，在主链上具有不饱和碳键的橡胶的情况下，其粘合性、弯曲耐久性良好，并且可溶于或软化于有机溶剂、水或其混合溶剂，因此优选。进一步特别是，丙烯腈丁二烯系橡胶与环氧树脂的亲和性优异，混合后不易产生分离，并且导电性层的热熔合性良好，因此安装IC芯片、IC带等的电子部件后，即使施加长时间的振动，在连接端子部也不易产生破裂，并且即使在高温高湿度且施加振动的环境下，也可以长时间稳定地维持安装接合部分的粘合性，因此优选。

作为这种丙烯腈丁二烯系橡胶的实例，可以列举丁腈橡胶(丙烯腈-丁二烯橡胶)、羧化丁腈橡胶(羧化丙烯腈-丁二烯橡胶)、氢化丁腈橡胶等丁腈系橡胶，或丙烯腈-丁二烯-异戊二烯橡胶。

另外，如果其中含有50重量％以上的羧化丁腈橡胶(羧化丙烯腈-丁二烯橡胶)，则可以提高热熔合性，并且在安装IC芯片、IC带形成IC标签时，即使与IC芯片、IC带等的电子部件的电极部分的接合部分的温度为150℃以下，也可以充分连接，因此特别优选。

另一方面，作为导电性粒子，可以使用铝、金、铂、银、钯、铜、铁、镍、锡、锌、焊料、不锈钢、ITO、铁素体等金属、合金类、金属氧化物等金属系粒子，导电性碳(包括石墨)粒子，或镀敷了前述金属的树脂粒子等公知物质。

作为金属种类，优选电传导性优异的金、铂、银，并进一步特别优选价格廉价的银。其中，由库尔特计数法测定的平均粒径为0.1～10μm的银粒子，特别是鳞片状或扁平状银粒子，在与电子部件的粘合性和导电性的任一方面都良好，并且即使长时间保存在高温高湿下，也难以产生由氧化劣化而产生的导电性降低，因此优选。此外，为了提高导电性，可以将碳纳米管、导电性碳粒子与上述金属系材料的粒子并用。

另外，可以使用金属纤维、碳纤维、金属镀敷纤维等导电性纤维代替导电性粒子。

当向导电性层所用的树脂中分散导电性粒子等时，可以按常规那样使用利用玻璃珠的介质分散机或球磨机等分散机，也可以使用プラストミル(plastomill)、超声波分散机等分散机。在导电性粒子的分散中，例如通过将导电性粒子分多次以规定量加入至上述树脂的有机溶剂溶解液中，使用上述任一种分散机进行半天～一天的分散处理即可。分散时所用的有机溶剂，只要能够溶解所用树脂即可，并且通常可以使用甲苯、二甲苯等芳香族系有机溶剂、γ-丁内酯等。

另外，在形成导电性层的树脂中，在不损害本发明目的的范围内含有其它成分也没有关系。

上述导电性层4，其厚度优选在1～50μm的范围内，进一步优选为1～30μm，并特别优选为5～15μm的范围内。当调整厚度时，调整上述各种添加剂量、印刷时丝网版的网目、掩模部分的乳剂厚度、橡胶辊的种类、厚度·形状、橡胶辊与丝网版的角度、橡胶辊的移动速度、丝网版和印刷对象的高度等印刷条件。如果导电性层厚度为1μm以上，则平面天线中的连接端子部中的电阻值变小，并且与IC芯片等的电子部件的连接端子部的粘合性变高，因此优选。此外，如果该厚度为50μm以下，则不会变得过厚，并且表面平坦，不仅在其上叠层树脂薄膜来形成粘合剂层变得容易，而且反复弯曲时连接端子部不会产生破裂，电传导性不会产生变化，IC标签等的通信特性稳定，因此优选。

另外，本发明中，在构成电路图案5的天线部的表层上，为了防止因金属层氧化而产生的劣化，并且使其它薄膜、片材与天线部的粘合性变好，优选设置保护层3。为了提高金属层2和保护层3之间的粘合性，可以在金属层2和保护层3之间设置硅烷偶联剂、钛酸酯系底料等。此外，为了降低金属层的电阻，也可以在天线部表层的保护层3与金属层2之间插入导电性层。

作为天线部表层所设置的保护层3，可以使用热固化性树脂、UV光固化性树脂等光固化性树脂中的任一种。作为热固化性树脂，可以使用在聚酯树脂、苯氧树脂、环氧树脂、聚酯树脂等树脂中混合搅拌溶剂、粘合剂而形成的物质。作为光固化性树脂，使用例如选自不饱和聚酯树脂、聚酯丙烯酸酯树脂、聚氨酯丙烯酸酯树脂、聚硅氧烷丙烯酸酯树脂、环氧丙烯酸酯树脂等的一种以上的树脂，和根据需要，其光引发剂等混合而形成的物质即可。在这些树脂中，当然也可以根据需要，混合固化剂、固化促进剂、粘合剂、改善印刷性的填料等粘度调整剂等。另外，作为为了形成导电性层和保护层，而在印刷电路图案后，使其固化的方法，通常可以使用自然干燥、由热风或红外线加热器进行的加热干燥、紫外线等活性线照射。

设置于天线部表层的保护层3，其厚度优选在0.3～6μm的范围内，进一步优选为0.5～4μm。如果其厚度为0.3μm以上，则印刷时容易形成电路图案，因此优选。此外，如果其厚度为6μm以下，则不会变得过厚，并且表面平坦，以及容易在其上叠层树脂薄膜，形成粘合剂层，因此优选。当调整厚度时，对上述各种添加剂量进行调整，并且在使用丝网印刷法形成保护层时，对印刷时的丝网版的网目、掩模部分的乳剂厚度、橡胶辊的种类、厚度、形状、橡胶辊与丝网版的角度、橡胶辊的移动速度、丝网版和印刷对象的高度等进行调整即可。在通过照相凹版印刷法形成保护层时，对照相凹版的沟深度、后辊的挤压进行适当调整即可。

构成保护层3的树脂，可以是共聚物，也可以是不同树脂的混合物，此外，还可以含有二氧化硅或金属氧化物等无机填料。进一步，也可以含有镍、金、银、铜等导电性粒子，或镀敷了这些金属的树脂粒子。但是，设置于天线部上的保护层3中的导电性粒子的含量适合为30体积％以下，并优选为10体积％以下。如果导电性粒子的含量超出了前述范围，则保护层与金属层的粘合性容易降低，特别是在施加了长时间振动或弯曲运动时，在保护层中容易产生破裂。

本发明中所谓的树脂薄膜1，是对聚酯、聚烯烃、聚酰胺、聚酯酰胺、聚醚、聚苯乙烯、聚苯硫醚、聚醚酯、聚氯乙烯、聚(甲基)丙烯酸酯等能够熔融挤出成型的材料进行加工而得到的薄膜，其也可以是未拉伸薄膜、单轴拉伸薄膜、双轴拉伸薄膜中的任一种。

其中，从价格和机械特性的观点考虑，优选聚酯薄膜、聚烯烃薄膜、聚苯硫醚薄膜，特别是，双轴拉伸薄膜在价格、耐热性和机械特性的平衡方面优异，因此优选。

作为形成聚酯薄膜材料的聚酯，可以列举聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸-2，6-乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚乙二醇α，β-二(2-氯苯氧基)乙烷-4，4’-二羧酸酯等。此外，在这些聚酯中，也可以在不妨碍本发明效果的范围内，进一步以20mol％以下的范围共聚合其它二羧酸成分或二醇成分。

本发明中所用的树脂薄膜，可以是施加了各种表面处理(例如，电晕放电处理、低温等离子处理、辉光放电处理、火焰处理、蚀刻处理或粗糙表面化处理等)的薄膜。

本发明中所用树脂薄膜1的厚度，从弯曲性和机械强度的观点考虑，优选为1～250μm，更优选为10～125μm，进一步优选为20～75μm。此外，本发明中，可以使用2片以上薄膜粘结而成的薄膜作为树脂薄膜1。厚度的测定可以根据JIS-K-7130：1999进行测定。

本发明中所谓的金属层2，只要是由金属形成的层即可，并且优选是由铝、金、铂、银、钯、铜、铁、镍、锡、锌等电传导性优异的金属形成的层。金属层2，可以通过将由压延法等公知方法所得的金属箔叠层在树脂薄膜上，并使用溅射法、真空蒸镀法、电子束蒸镀法、离子镀敷法蒸镀或湿式镀敷等形成方法而得到。

在金属层2实质上由铝构成的情况下，在使用了碱液的蚀刻中，可以更加高速且精度良好地形成电路部分，此外，在树脂薄膜中设置了金属层的中间制品的重量，比使用铜等的金属的情况要轻，因此生产工序中的处理性、IC标签等的最终制品的处理性良好。另外，所谓的实质上，是指通过使用荧光X射线法等的元素分析测定，含有70重量％以上铝金属的状态，更优选含有90重量％以上的状态。

本发明中，金属层2的表面电阻值为0.5～200mΩ/□，并进一步优选为0.5～100mΩ/□。通过使金属层2的表面电阻值为200mΩ/□以下，使得在将其用作IC标签等天线时，可以得到更好的通信特性(灵敏度)。另一方面，在表面电阻值低于0.5mΩ/□时，虽然通信特性(灵敏度)良好，但因此而必须使用更昂贵的贵金属，或者必须增加金属层本身的厚度，因此平面天线的价格变高。从而，作为上限，优选为200mΩ/□，进一步优选为100mΩ/□，并最优选为50mΩ/□，作为下限，优选为0.5mΩ/□。

本发明中，金属层2优选为金属蒸镀层。金属蒸镀层可以使用公知的蒸镀机(坩锅方式或燃烧舟方式)，并通过例如电阻加热法、感应加热法或EB加热法在10^-4Torr以下的高真空下蒸镀金、银、铜、铝、锌、镍、锡等而得到。在通过一次蒸镀未达到规定电阻值或蒸镀厚度时，可以反复进行蒸镀直至形成规定电阻值和蒸镀厚度。此外，还可以在蒸镀机内分别蒸镀不同金属(例如，铝和锌)而进行合金化(例如，使用铝进行薄薄地蒸镀后，在相同蒸镀机中蒸镀锌以形成规定厚度)。

从电阻值和成本，以及蚀刻难易度、平面天线的轻量化的观点考虑，金属蒸镀层优选为实质上由铝形成的蒸镀层。

另外，金属蒸镀层的厚度优选为0.2～10μm。如果厚度为0.2μm以上，则体积固有电阻值和高频区域中的阻抗变小，作为电路的特性良好，因此优选。另一方面，如果厚度为10μm以下，则不会变得过厚，不仅容易通过蚀刻而形成电路形状，而且平面天线的柔软性变好，即使反复弯曲，蒸镀层与树脂薄膜之间的粘合性也不易下降，并且难以产生蒸镀层的剥离、龟裂。为了在铝蒸镀层中实现100mΩ/□以下的表面电阻值，蒸镀层的厚度优选为0.5μm以上。此外，为了实现50mΩ/□以下的表面电阻值，该层的厚度优选为1μm以上。

在将连接端子部与IC芯片、IC带等的电子部件连接时，上述的本发明的平面天线基本上形成与金属层、导电性层、IC芯片、IC带等的电子部件的电极部依次重叠的结构。也就是说，在本发明平面天线与电子部件连接时，无需线键合或插入各向异性导电片(ACF)等。尽管如此，电路图案的连接端子部的表层上所设置的导电性层与电子部件端子部的电连接也良好，即使进行高温·高湿度下的加速试验，劣化也少，并且可以保持高的连接可靠性。

另外，与本发明的平面天线的连接端子部连接的IC芯片、IC带等的电子部件的电极部分，可以是例如由具有0.01mm²以上的面积的金、铝、铜、银等形成的金属端子(突起)、在铜等上施加了15μm左右的镀金的金属端子(突起)、或者涂布了导电性涂剂的端子中的任一种，但在通过涂布导电性涂剂并固化而形成的厚度为5μm以上的电极端子情况下，由于可以在短时间内与本发明的平面天线电连接，因此优选。

上述的本发明平面天线，可以通过下述工序来获得，所述工序为，在树脂薄膜上设置构成含天线部和连接端子部的电路图案的金属层的工序A、在金属层的构成天线部的部分上设置该天线部的保护层的工序B、在金属层的构成连接端子部的部分上设置热熔合性的导电性层的工序C、和在工序B和工序C之后，通过蚀刻除去金属层的未构成电路图案的部分的工序D。具体来说，例如，通过前述方法在树脂薄膜1上设置金属层2后(工序A)，使用由非导电性树脂等形成的墨组合物，并通过丝网印刷法或照相凹版印刷法来印刷形成电路图案5或电路图案5的天线部。这时，在电路图案表层上设置保护层3(工序B)。然后，与该电路图案的端部接触或进行稍微重叠，并通过丝网印刷法或照相凹版印刷法来印刷形成热熔合性的导电性树脂组合物。也就是说，在电路图案5的连接端子部设置热熔合性导电性层4(工序C)。接着，使用UV等活性线或通过干燥和加热，使电路图案5的保护层3和导电性层4固化。然后，通过蚀刻法，除去金属层2的未构成上述电路图案5的部分(工序D)。此处，工序B和工序C的顺序，也可以颠倒，但是导电性层必须设置在金属层上。

在前述工序A中设置金属层时，其厚度优选为0.2～50μm，并更优选为0.2～10μm。如果金属层厚度在前述范围内，则容易进行蚀刻，并且可以满足用作IC标签等的天线时的通信特性(灵敏度)。

在工序A中，设置实质上由铝形成的金属层的情况下，除了上述效果，在工序D中进行蚀刻的情况下，特别是设置耐碱性的物质作为保护层和导电性层，并使用氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液等进行碱蚀刻的情况下，可以高速并且高精度地对不需要的金属部分实施，因此优选。

进一步，在工序A中通过蒸镀设置金属层的情况下，与由相同厚度的金属箔所形成的金属层相比，可以将碱蚀刻速度高速化至2倍以上，并且可以大幅提高生产率。在工序C中，导电性层的厚度优选在1～50μm的范围内。如果导电性层的厚度在该范围内，则在将其卷为卷轴状时可以形成平面天线，并且可以使其与IC芯片和IC带等的电极部分的电连接良好。

在工序B中，例如通过使用形成了规定电路图案的丝网，印刷形成电路图案和保护层。在丝网印刷后，例如在50～100℃下干燥4～5分钟。然后，在工序C中，按照重叠在上述形成的保护层的端部的方式，使用上述丝网对导电性树脂进行丝网印刷，然后在50～150℃下干燥5分钟以上。

在工序C中，在金属层的构成连接端子部的部分的表层上设置热熔合性的导电性层时，优选将导电性粒子分散在前述树脂中，并调整印刷厚度以使所得导电性层的表面电阻值为200Ω/□以下。但是，如上所述，厚度优选为50μm以下。

此处，进行分散，只要是反复测定所得导电性层的体积电阻率，并按照使其体积电阻率的变化率为20％以内那样决定其时间即可。在测定用于评价分散程度的导电性层的体积电阻率时，例如，使用涂布器等涂布器具，将树脂和导电性粒子的混合液以膜厚为100μm、宽1cm、长7cm涂布在树脂薄膜等基材上，并在规定温度、时间(通常为在110℃下进行3分钟)下使其干燥、固化而制作样品，使用电阻率测定器(例如株式会社ダイアィンスツルメンツ制ロレスタGP、MCP-T600型、TFP探针：形式MCP-TFP)，在温度为25℃，湿度为50％RH下测定该样品的导电性涂膜侧即可。当然，也可以使用透射型电子显微镜、激光显微镜等方法进行分散状态的确认。

如果在使树脂和导电性粒子的混合液干燥、固化后，导电性层的体积电阻率为1×10^-3Ω·cm以下，优选为1×10^-4Ω·cm以下，并进一步优选为1×10^-5Ω·cm以下，则可以在不增加导电层的厚度的情况下降低表面电阻值，增加所添加的树脂量，因此即使在连接端子部施加弯曲、振动，也可以良好地保持电导通性。

在工序D中，例如在使用铜形成金属层的情况下，将制造过程中的平面天线在约3重量％的加热至40～45℃的氯化铁水溶液中浸渍几分钟后，进行水洗。此外，在使用铝形成金属层的情况下，将其在约2重量％的加热至40～45℃的氢氧化钠水溶液或氢氧化钾水溶液中浸渍几分钟后，使用盐酸、醋酸等中和，并进行水洗。如此所述，可以除去(蚀刻)金属层中的未形成电路图案的部分。

实施例

以下，通过列举实施例来说明本发明。各实施例、比较例中制得的样品的评价方法如下所示。

[评价方法]

1.金属层的表面电阻值

以宽1mm、长8mm切出平面天线的电路图案的天线部进行取样后，根据JIS K 7194：1994测定金属层的表面电阻值。作为电阻率测定器，使用株式会社ダィアィンスツルメンツ制造的ロレスタGP(MCP-T600型，TFP探针：形式MCP-TFP)，并在温度为25℃，湿度为50％RH下进行评价。此外，对6个样品进行测定，并以除去最大值和最小值后的4个样品的算术平均值作为本发明的金属层的表面电阻值。

另外，在天线部存在保护层的情况下，使用温度为30℃的涂料剥离剂(株式会社アサヒペン制“剥离液S-031”)除去保护层后，进行水洗，然后如上所述将其切断为宽1mm，长8mm，测定表面电阻值。

2.导电性层的表面电阻值

切出平面天线的电路图案的连接端子部，仅将1片样品，或者将切出的几片样品按照使导电性层的端部表面互相对向那样重合，通过在温度150℃、压力为3MPa下加压而接合，来制作宽1mm、长8mm的样品。接着，根据JIS K 7194：1994测定该样品的导电性层的表面电阻值。作为电阻率测定器，使用株式会社ダィアィンスツルメンツ制造的ロレスタGP(MCP-T600型，TFP探针：形式MCP-TFP)，并在温度为25℃，湿度为50％RH下进行评价。此外，对6个样品进行测定，并以除去最大值和最小值后的4个样品的算术平均值作为本发明的导电性层的表面电阻值。

3.金属层、保护层，以及导电性层的厚度

通过切片机沿厚度方向上切断样品，并使用10000倍的SEM观察该剖面，测定金属层的厚度。对于各个项目，用1个样品上进行测定，每个样品在一个视野内进行5点测定，并以其平均值作为本发明的金属层、保护层、以及导电性层的厚度。

4.弯曲耐久性

将厚度为10μm的铜箔在150℃，2MPa下加热3分钟，使其粘合在连接端子部后，使用可测定至10mΩ的电阻计测定连接端子间的电阻值，并以其作为初期的电阻值(Ω)。接着，根据ASTM-D-1052并使用ロスフレキングテスタ一(テスタ一产业株式会社制)，使切割为宽10mm，长100mm的尺寸并且含有2个连接端子部的样品，在弯曲角度为90°，屈曲速度为100ppm下反复弯曲2000次，并同样地测定连接端子间的电阻值。将该值作为弯曲处理后的电阻值(Ω)。然后，通过下式算出电阻值的上升率(％)。

电阻率的上升率(％)＝(弯曲处理后的电阻值(Ω)-初期电阻值(Ω))/初期电阻值(Ω)×100

另外，对10个样品进行测定，如果电阻值上升率在30％以内的样品是8个样品以上，则连接端子部的弯曲耐久性良好(A)，而如果是7个样品以下，则弯曲耐久性不足(B)。

5.湿热耐久性

将厚度为10μm的铜箔在150℃，2MPa下加热3分钟，使其粘合在连接端子部后，使用可测定至10mΩ的电阻计测定连接端子间的电阻值，并以其作为初期的电阻值(Ω)。接着，在80℃，90％RH的条件下，将该样品(同上)湿热处理500小时后，同样地测定连接端子间的电阻值。将其作为湿热处理后的电阻值(Ω)。然后，通过下式算出电阻值的上升率(％)。

电阻率的上升率(％)＝(湿热处理后的电阻值(Ω)-初期电阻值(Ω))/初期电阻值(Ω)×100

另外，对10个样品进行测定，如果电阻值上升率在30％以内的样品是8个样品以上，则连接端子部的湿热耐久性良好(A)，而如果是7个样品以下，则湿热耐久性不足(B)。

(实施例1)

使用厚度为75μm的双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(东丽株式会社制造，ルミラ一S56)作为树脂薄膜，并使用感应加热方式的蒸镀装置在其一面上形成含有99.99％铝并且厚度为3μm的金属层。这时，控制感应加热炉的电压、电流，使真空蒸镀器内薄膜移动速度为1m/分钟，并在1～5×10^-6torr的真空下进行蒸镀，以使铝蒸镀层的厚度为3μm。

为了在如此得到的铝金属层上形成保护层，使用印刷墨(十条ケミカル株式会社制造的テトロン990黑)，用刷版T-250目来丝网印刷电路图案后，在90℃下加热干燥1分钟。接着，为了形成热熔合性导电性层，使用下述树脂组合物A，用刷版T-250目进行3次丝网印刷，印刷连接端子部，并在100℃下加热干燥30分钟。如此得到的保护层厚度为2μm，导电性层的厚度为10μm。

接着，如上所述将印刷了电路图案的树脂薄膜在40℃的2重量％氢氧化钠水溶液中处理5分钟，溶解除去铝蒸镀层的未印刷电路图案的部分，得到如图1、2所示的平面天线。

[在导电性层中使用的分散了导电性粒子的树脂组合物A]

·NBR(日本合成橡胶(株)制造，PNR-1H)：100重量份

·环氧树脂(油化シエル(株)制造，エピコ一ト834)：100重量份

·3，3’-二氨基二苯基砜：10份

·银薄片(福田金属箔粉工业(株)シルコ一トAgC-239)：700重量份

·甲苯：455重量份

·甲基异丁基酮：455重量份

将上述原料放入2000cm³的球磨机中(投入20个15mmΦ的氧化锆陶瓷制的球)处理20小时，由此制作分散了导电性粒子的树脂组合物A。

所得平面天线的金属层的表面电阻值、导电性层的表面电阻值、弯曲耐久性和湿热耐久性示于表1。弯曲耐久性和湿热耐久性的任一项都良好。此外，在100℃的温度下，将涂布了市售的热熔型粘合剂的厚度为50μm的PET薄膜(东丽(株)“ルミラ一(注册商标)”S10)粘结至前述平面天线后，使用在前述弯曲耐久性中所用的方法反复弯曲，结果与天线部粘结了的PET薄膜未发生剥离，并且外观良好。

此外，代替弯曲耐久性评价中被粘合的电极(铜箔)，而将搭载了Alien社制造的UHF带64位IC的带(内插物)的电极部分按照与平面天线的连接端子部对向那样，在压力为8kg/mm²，温度为100℃下压合，由此制作IC标签。对所得的IC标签，使用前述弯曲耐久性评价中进行的方法反复进行弯曲，结果未发生带与连接端子部的剥离。此外，使Alien社制造的读写装置(型号ALR-9780，EPC classl(915MHz)，版本SWRev.03,01,00)的天线、留下3m的间隔，与平面天线对向那样设置，确认其通信特性，结果通信特性良好。

(实施例2)

除了使用前述评价方法1的涂料剥离剂，仅除去实施例1中所制作的平面天线的天线部表层的保护层外，通过与实施例1相同的方法制作平面天线。所得的平面天线的金属蒸镀层的表面电阻值、导电性层的表面电阻值、弯曲耐久性、湿热耐久性示于表L弯曲耐久性和湿热耐久性的任一项都良好。

此外，与实施例1同样，在温度为100℃下粘结PET薄膜(东丽(株)“ルミラ一(注册商标)”S10)后，使用在前述弯曲耐久性中所用的方法反复弯曲，结果虽然是在实用上没有问题的程度，但是与天线部粘结了的PET薄膜稍微产生剥离。

进一步，与实施例1同样，按照使带(内插物)与连接端子部的金属面对向那样，在压力为8kg/mm²，温度为100℃下压合，由此制作IC标签。对于所得的IC标签，与实施例1同样，反复进行弯曲，但未发生带与连接端子部的剥离。此外，与实施例1同样确认通信特性，并且其通信特性良好。

(比较例1)

使用放入了磨料的混合物，除去实施例1所制作的平面天线的连接端子部表层的导电性层，使金属层露出，然后在其上放置各向异性导电性薄膜(日立化成工业社制造的AC-2056)，并在温度为150℃，压力为0.1MPa下压合30秒钟，由此制作平面天线。所得平面天线的金属层的表面电阻值、弯曲耐久性、湿热耐久性示于表1。弯曲耐久性和湿热耐久性都被显著损害。

此外，与实施例1同样，在温度为100℃下粘结PET薄膜(东丽(株)“ルミラ一(注册商标)”S10)后，使用在前述弯曲耐久性中所用的方法反复弯曲，结果与天线部粘结了的PET薄膜未产生剥离，并且外观良好。

进一步，与实施例1同样，按照使带(内插物)与连接端子部的金属面对向那样，在压力为8kg/mm²，温度为100℃下压合，由此制作IC标签。对于所得的IC标签，与实施例1同样，反复进行弯曲，结果未发生带与连接端子部的剥离。但是，与实施例1同样确认通信特性的结果是，与实施例1相比，其通信特性显著下降。

(比较例2)

使用放入了磨料的混合物，除去实施例1所制作的平面天线的连接端子部表层的导电性层，使金属层露出，然后在其上涂布各向异性导电性糊剂(京セラケミカル社制造的TAP0402E)，在160℃下加热处理15分钟，由此制作平面天线。所得的平面天线，由于其电路图案产生变形，特别是在连接端子部产生较大起伏，因此无法安装IC芯片。此外，金属层的表面电阻值、弯曲耐久性、湿热耐久性示于表1。弯曲耐久性和湿热耐久性都被显著损害。

此外，与实施例1同样，在温度为100℃下粘结PET薄膜(东丽(株)“ルミラ一(注册商标)”S10)后，使用在前述弯曲耐久性中所用的方法反复弯曲，结果与天线部粘结的PET薄膜未产生剥离，并且外观良好。

进一步，与实施例1同样，按照使带(内插物)与连接端子部的金属面对向那样，在压力为8kg/mm²，温度为100℃下压合，由此制作IC标签。对于所得的IC标签，与实施例1同样，反复进行弯曲，结果未发生带与连接端子部的剥离。但是，与实施例1同样确认通信特性的结果是，其通信特性显著下降。

(比较例3)

使用温度为30℃的涂料剥离剂(株式会社アサヒペン制造的“剥离液S-031”)对实施例1所制作的平面天线除去导电性层和保护层后，通过水洗、干燥，制作具有除去了导电性层和保护层并且仅剩金属层的电路图案的平面天线。

所得平面天线的金属层表面电阻值、弯曲耐久性、湿热耐久性示于表1。

此外，与实施例1同样，在温度为100℃下粘结PET薄膜(东丽(株)“ルミラ一(注册商标)”S10)后，使用在前述弯曲耐久性中所用的方法反复弯曲，结果与天线部粘结的PET薄膜稍微产生剥离。

进一步，与实施例1同样，按照使带(内插物)与连接端子部的金属面对向那样，在压力为8kg/mm²，温度为100℃下压合，由此制作IC标签，结果所得的IC标签的端子部分处的带接合不足，在带部分处弯曲平面天线时，简单地就产生带的剥离。

(比较例4)

除了使带(内插物)的接合温度为180℃外，使用与比较例3相同的方法制作平面天线和IC标签。

所得的平面天线的金属层的表面电阻值、弯曲耐久性、湿热耐久性示于表1。

在粘结PET薄膜(东丽(株)“ルミラ一(注册商标)”S10)并进行反复弯曲时，与天线部粘结了的PET薄膜稍微产生剥离。

此外，所得IC标签，连接端子部处的带接合不足，并在几次强烈弯曲带部的平面天线时，带产生剥离。此外，所得IC标签，电路图案产生变形，特别是在连接端子部处产生较大起伏，因此外观显著变差。

[表1]

	金属层的金属种类	金属层厚度(μm)	保护层厚度(μm)	热熔合性导电性层厚度(μm)	金属层表面电阻值(mΩ/□)	热熔合性导电性层表面电阻值(mΩ/□)	弯曲耐久性	湿热耐久性
									实施例1	铝	3	2	10	22	25	A	A
实施例2	铝	3	0	10	22	25	A	A
									比较例1	铝	3	2	0	22	无法测定	B	B
比较例2	铝	3	2	0	22	无法测定	B	B
									比较例3	铝	3	0	0	22	无法测定	无法测定	无法测定
比较例4	铝	3	0	0	22	无法测定	无法测定	无法测定

工业可利用性

使用本发明的平面天线及其制造方法，则可以廉价地提供柔软，并且即使反复弯曲，通信特性下降也极小的IC标签、非接触式IC卡。此外，由于与IC芯片等的电子部件的电连接变得容易，因此可以提高IC标签、非接触式IC卡的生产率。

附图的简单说明

[图1]是本发明的平面天线的概略平面图。

[图2]是图1所示的平面天线的I-I向视剖面的示意图。

符号说明

1树脂薄膜

2金属层

3保护层(天线部)

4热熔合性导电性层(连接端子部)

5电路图案

Claims (14)

1.一种平面天线，在树脂薄膜上，具有含天线部和连接端子部的电路图案，并且该电路图案具有金属层和在该金属层的连接端子部的表层设置的热熔合性的导电性层。

2.如权利要求1所述的平面天线，在前述金属层的天线部的表层具有该天线部的保护层。

3.如权利要求1或2所述的平面天线，前述金属层的表面电阻值为0.5～200mΩ/口。

4.如权利要求1～3的任一项所述的平面天线，前述金属层实质上由铝形成。

5.如权利要求1～4的任一项所述的平面天线，前述金属层为金属蒸镀层。

6.如权利要求1～5的任一项所述的平面天线，前述导电性层是含有导电性粒子或导电性纤维的树脂层。

7.如权利要求6所述的平面天线，前述树脂层含有环氧树脂、该环氧树脂的固化剂和橡胶。

8.如权利要求7所述的平面天线，前述橡胶是主链上具有不饱和碳键的橡胶。

9.如权利要求1～8的任一项所述的平面天线，前述导电性层的厚度为1～50μm。

10.一种平面天线的制造方法，包括

在树脂薄膜上设置构成含天线部和连接端子部的电路图案的金属层的工序A，

在金属层的构成天线部的部分上设置该天线部的保护层的工序B，

在金属层的构成连接端子部的部分上设置热熔合性的导电性层的工序C，以及

在工序B和工序C之后，通过蚀刻除去金属层的未构成电路图案的部分的工序D。

11.如权利要求10所述的平面天线的制造方法，在前述工序A中，设置厚度为0.2～50μm的金属层。

12.如权利要求10或11所述的平面天线的制造方法，使用在前述工序A中通过蒸镀在树脂薄膜上设置了金属层的薄膜，形成电路图案。

13.如权利要求10～12的任一项所述的平面天线的制造方法，在前述工序A中，设置实质上由铝形成的金属层。

14.如权利要求13所述的平面天线的制造方法，在前述工序B中设置耐碱性的保护层，并且在前述工序C中设置耐碱性的导电性层，并进一步在前述工序D中使用碱液进行蚀刻。