CN115136144A - 透明天线和rf标签 - Google Patents
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Abstract
一种透明天线,其具有透明基材、配置在前述透明基材上的天线部以及与该天线部电接合的接合部,前述接合部具有第一导电性图案和未形成该第一导电性图案的第一开口部,前述天线部具有第二导电性图案和未形成该第二导电性图案的第二开口部,前述第一导电性图案的表面自由能E1为60mJ/m2以下,前述第一开口部处的前述透明基材的表面自由能E0大于前述表面自由能E1。
Description
技术领域
本发明涉及透明天线和RF标签。
背景技术
例如,在汽车中,作为用于接收电视机电波、FM电波等各种电波、由汽车导航系统所使用的GPS(global positioning system)卫星发出的位置坐标信息的相关电波等的天线,已知有设置于挡风玻璃等的薄膜天线。
另外,薄膜天线也被用作在包括运输、搬运、制造、废弃物管理、邮寄物追踪、飞机上的随身行李核对和收费道路的通行费用管理在内的多种产业中广泛使用的射频识别(RFID)。RFID标签和标记对于从供应商到顾客以及通过顾客的供应链来追踪配送而言是有用的。
作为这种薄膜天线,提出了通过利用导电性图案来形成天线,从而使导电性图案的不可见性提高的技术(例如参照专利文献1~5)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2011-66610号公报
专利文献2:日本特开2011-91788号公报
专利文献3:日本特开2017-175540号公报
专利文献4:日本特开2003-209421号公报
专利文献5:日本特开2016-105624号公报
发明内容
发明要解决的问题
如上述现有技术所述那样,通过导电性图案的微细化,其不可见性提高。然而,若将导电性图案微细化,则构成天线的导电性图案与同其电连接的IC芯片有时难以接合。
此处,专利文献4中公开了:在进行IC芯片的接合时,事先在IC芯片的周围形成子天线图案,生成IC芯片标记,其后,以IC芯片标记的子天线图案与形成在基材上的母天线图案导通的方式进行接合。另外,专利文献5中公开了:使用各向异性导电性糊剂(ACP),将IC芯片与构成天线的导电性图案进行接合。
然而,尤其在为了提高图案的不可见性而使形成天线的图案包含例如线宽5μm以下的导电性细线的情况下,构成天线的导电性图案与同其电连接的IC芯片有时难以接合。
本发明是鉴于上述课题而进行的,其目的在于,提供半导体元件的接合性优异的透明天线和具备该透明天线的RF标签。
用于解决问题的方案
本发明人等为了解决上述问题点而进行了深入研究。其结果发现:通过调整与各向异性导电性粘接剂接触的部分的导电性图案的表面自由能、以及透明基材的表面自由能,从而能够解决上述课题,由此完成了本发明。
即,本发明如下所示。
〔1〕一种透明天线,其具有透明基材、配置在前述透明基材上的天线部以及与该天线部电接合的接合部,
前述接合部具有第一导电性图案和未形成该第一导电性图案的第一开口部,
前述天线部具有第二导电性图案和未形成该第二导电性图案的第二开口部,
前述第一导电性图案的表面自由能E1为60mJ/m2以下,
前述第一开口部处的前述透明基材的表面自由能E0大于前述表面自由能E1。
〔2〕根据〔1〕所述的透明天线,其中,前述第二导电性图案具有线宽W2为0.25μm以上且5.0μm以下的第二导电性细线。
〔3〕根据〔1〕或〔2〕所述的透明天线,其中,
前述第一导电性图案的高度T1为0.05μm以上且1.0μm以下,
前述第二导电性图案的高度T2为0.05μm以上且1.0μm以下。
〔4〕根据〔1〕~〔3〕中任一项所述的透明天线,其中,
前述第一导电性图案具有第一导电性细线,前述第二导电性图案具有第二导电性细线,
前述第一导电性细线的间距P1小于前述第二导电性细线的间距P2,
前述间距P1为1.0μm以上且10μm以下,
前述间距P2为20μm以上且1000μm以下。
〔5〕根据〔1〕~〔4〕中任一项所述的透明天线,其中,
每单位面积的第一导电性图案的占有面积率S1大于每单位面积的第二导电性图案的占有面积率S2,
前述占有面积率S1为30%以上且90%以下,
前述占有面积率S2为0.1%以上且10.0%以下。
〔6〕根据〔1〕~〔5〕中任一项所述的透明天线,其中,
前述表面自由能E0与前述表面自由能E1之差(E0-E1)为10~30mJ/m2。
〔7〕一种RF标签,其具备:
〔1〕~〔6〕中任一项所述的透明天线;以及
与该透明天线的接合部电接合的半导体元件。
〔8〕根据〔7〕所述的RF标签,其中,
前述半导体元件借助各向异性导电性粘接剂而与前述接合部电接合。
发明的效果
根据本发明,可提供半导体元件的接合性优异的透明天线和具备该透明天线的RF标签。
附图说明
图1是表示本实施方式的RF标签的直线型的方式的俯视图。
图2是图1的S1a的放大图。
图3是表示本实施方式的RF标签的环型的方式的俯视图。
图4是图3的S1b的放大图。
图5是借助各向异性导电性粘接剂在本实施方式的RF标签的接合部上接合有半导体元件时的示意剖视图。
图6是图2和图4的S2的放大图(a)。
图7是图2和图4的S3的放大图(a)。
图8是本实施方式的RF标签的示意剖视图。
具体实施方式
以下,针对本发明的实施方式(以下称为“本实施方式”)进行详细说明,但本发明不限定于此,可以在不超出其主旨的范围内进行各种变形。需要说明的是,在附图中,对同一要素标注相同的符号,省略重复说明。另外,上下左右等位置关系只要没有特别记载,就基于附图中示出的位置关系。进而,附图的尺寸比率不限定于图示的比率。
〔透明天线〕
本实施方式的透明天线具有透明基材、配置在透明基材上的天线部以及与该天线部电接合的接合部,接合部具有第一导电性图案和未形成该第一导电性图案的第一开口部,天线部具有第二导电性图案和未形成该第二导电性图案的第二开口部,第一导电性图案的表面自由能E1为60mJ/m2以下,第一开口部处的透明基材的表面自由能E0大于表面自由能E1。
图1示出表示具备本实施方式的透明天线10的RF标签100的一个方式的俯视图。本实施方式的透明天线10具有透明基材11、形成在透明基材11上的集电部12和天线部13。集电部12与天线13部电连接,是指将天线部13响应于规定频率而产生的电朝着半导体元件14进行集电的部分。另外,接合部121是指集电部12之中的与半导体元件14接合的部分。以下,无需区分集电部12及其接合部121,关于与两者相关的记载,有时表述为“集电部12(接合部121)”。另外,即便在简写为“集电部12”的情况下,也不意味着集电部12中的除接合部121之外的部分。
图2示出图1的S1a的放大图。在图2中,集电部12具有2个以上前端相对而成的接合部121。该接合部121借助各向异性导电性粘接剂等而与半导体元件14电接合。另外,天线部13与该接合部121电连接,其能够接收规定频率的电波而向半导体元件14传输电信号,或者,能够根据半导体元件14的输出而输送规定频率的电波。需要说明的是,图2中示出梯形的集电部12,但集电部12的形状不限定于此。作为一例,图2中的集电部12在俯视时具有与半导体元件的投影面积相等或数倍的面积,在半导体元件14接合于接合部121时,集电部12优选基本被覆盖。该情况下,也可以说集电部12实质上仅由接合部121构成。
图1中示出具有两个天线部13,且在其间设置有具备接合部121的集电部12的直线型的透明天线10和RF标签100,但集电部12(接合部121)和天线部13的方式不限定于此。例如,如图3那样,本实施方式的透明天线10、RF标签100可以是集电部12呈现环状,且在环状的集电部12的周围设置有天线部13的环型的透明天线10和RF标签100。
图4示出图3的S1b的放大图。如图4所示那样,环型的集电部12具有环的前端相对而成的接合部121。接合部121是集电部12的前端,是与半导体元件14接合的区域。
另外,本实施方式的透明天线不限定于λ/2偶极天线的构成,可以具有接地型λ/4单极天线等其它天线构成,与此相应地,集电部12(接合部121)和天线部13能够采用各种方式。
接着,针对半导体元件的接合性进行说明。如上所述,接合部121借助各向异性导电性粘接剂等而与半导体元件14电接合。各向异性导电性粘接剂主要包含:包含环氧树脂等前体的树脂粘结剂、以及例如10~30重量%的分散在该树脂粘结剂中的粒径为3μm~10μm的Ni、Ag、Au、Pt等导电性微粒,通过使它们夹在电极之间,边加热边施加压力,从而树脂粘结剂被铺展开,导电性微粒与电极进行电接合。根据该接合工序的差别,各向异性导电性粘接剂已知有薄膜型、糊剂型或液体型等。
在这种接合中,需要将各向异性导电性粘接剂铺展至导电性微粒能够与电极进行电接合那样的厚度为止。因此,理想的是:各向异性导电性粘接剂对接合区域充分润湿扩散。然而,若各向异性导电性粘接剂向半导体元件的周围区域渗出而过度润湿扩散,则除了发生RF标签的外观不良之外,还有可能产生非预期的电接合。尤其在使用透明天线的情况下,若在半导体元件的周围区域产生源自各向异性导电性粘接剂的金属质部分,则该金属质部分特别显眼,成为损害透明等商品价值的结果。另外,因半导体元件的小型化而存在如下倾向:更难调整各向异性导电性粘接剂的用量,容易因渗出而产生成品率的降低。
与此相对,本实施方式中,通过调整接合部121的表面自由能,从而提高各向异性导电性粘接剂的电接合可靠性,抑制由各向异性导电性粘接剂的渗出导致的外观不良。具体而言,使用具有第一导电性图案和未形成该第一导电性图案的第一开口部的接合部121。并且,将第一导电性图案的表面自由能E1设为60mJ/m2以下,以第一开口部处的透明基材的表面自由能E0大于表面自由能E1的方式进行调整。
由此,接合部121能够形成各向异性导电性粘接剂容易润湿的部分(第一开口部301)和不容易润湿的部分(第一导电性图案300)。图5示出借助各向异性导电性粘接剂在接合部121上接合有半导体元件14时的示意剖视图。如图5所示那样,在第一开口部301中,各向异性导电性粘接剂容易润湿,由此,导电性微粒21容易将第一导电性图案300与半导体元件14进行接合。因此,接合不良降低,布线接合的稳定性进一步提高。另外,在第一导电性图案300中,各向异性导电性粘接剂不易润湿,能够抑制各向异性导电性粘接剂超过第一导电性图案300而渗出,能够以良好的精度控制图案间的各向异性导电性粘接剂停止扩散的位置。
从上述那样的观点出发,表面自由能E0与表面自由能E1之差(E0-E1)优选为10~30mJ/m2,更优选为15~25mJ/m2,进一步优选为17~22mJ/m2。通过使差值(E0-E1)为10mJ/m2以上,从而存在如下倾向:各向异性导电性粘接剂容易润湿的部分与不易润湿的部分的差别变得更大,进一步抑制各向异性导电性粘接剂渗出。另外,通过使差值(E0-E1)为30mJ/m2以下,从而存在能够进一步抑制由第一导电性图案300的润湿性过度降低导致的接合不良的倾向。
另外,从同样的观点出发,表面自由能E0优选为45~100mJ/m2,更优选为50~90mJ/m2,进一步优选为60~80mJ/m2。通过使表面自由能E0为45mJ/m2以上,从而存在容易向第一开口部301中填充各向异性导电性粘接剂、半导体元件14的接合可靠性进一步提高的倾向。另外,通过使表面自由能E0为100mJ/m2以下,从而存在如下倾向:确保透明基材的开口部与各向异性导电性粘接剂的润湿性,能够防止气泡的裹夹等,粘接稳定性进一步提高。
进而,从同样的观点出发,表面自由能E1为60mJ/m2以下,优选为10~60mJ/m2,更优选为20~60mJ/m2,进一步优选为30~60mJ/m2。通过使表面自由能E1为10mJ/m2以上,从而存在能够进一步抑制由第一导电性图案300的润湿性过度降低导致的接合不良的倾向。另外,通过使表面自由能E1为60mJ/m2以下,从而进一步抑制各向异性导电性粘接剂的渗出。
表面自由能E1为前述范围时,各向异性导电性粘接材的渗出受到抑制的详细机理尚不明确,但可以如下推测。包含构成各向异性导电性粘接剂的环氧树脂等前体的树脂粘结剂的表面张力约为40mJ/m2~50mJ/m2,若E1与该值相比过小,则各向异性导电性粘接剂不易对第一导电性图案润湿,使电接合特性降低。另一方面可以认为:若E1与前述树脂粘结剂的表面张力相比过大,则各向异性导电性粘接剂对第一导电性图案的润湿性变得过好,会诱发未预期的各向异性导电性粘接剂的渗出。但是,各向异性导电性粘接剂的渗出受到抑制的理由不限定于上述。
此处,针对本实施方式中定义的表面自由能进行说明。一般来说,存在于树脂内部的分子通过与周围分子之间的相互作用而以稳定化的状态存在,但存在于树脂表面的分子与形成了表面的量相应地,由周围分子带来的稳定化作用少。因此,存在于表面的分子具有比存在于内部的分子更大的自由能。将该能量称为表面自由能。
若根据Kaelbel and Uy的理论式,则物质表面所具有的表面自由能γ根据色散分量(γd)和极性分量(γp),可以用下述式(1)表示。另外,固体的表面自由能γSV和液体的表面自由能γLV可以用下述式(2)和(3)来表示。此处已知的是:将在作为固体的基材的表面上滴加某种溶剂而得到的接触角设为θ时,下式(4)的关系成立。
γ=γd+γp (1)
γSV=γSV d+γSV p (2)
γLV=γLV d+γLV p (3)
γLV(1+cosθ)/2=(γSV d×γLV d)0.5+(γSV p×γLV p)0.5 (4)
为了求出固体的表面自由能中的两种未知分量,使用表面自由能已知的两种液体,测定溶剂与形成接合部121的面之间的接触角θ。并且,通过将它们代入至上述式(4)中,对联立方程式求解,从而能够求出形成接合部121的面的表面自由能的色散分量(γSV d)和极性分量(γSV p),通过式(2)而能够求出固体的表面自由能γSV。
需要说明的是,如后所述,表面自由能E0可通过在基材表面设置层或对构成该层的成分进行选择来调整。另外,除了构成导电性图案的导电性金属、导电性高分子等导电性成分之外,表面自由能E1也可以通过金属氧化物、金属化合物和有机化合物等非导电性成分等构成铜电线图案的成分的种类、比率来调整。需要说明的是,即便为了形成导电性图案而使用相同组成的墨,导电性图案中包含的非导电性成分的状态也会因其烧成方法而异,因此,除了墨组成之外,通过烧成方法也能够调整表面自由能E1。
需要说明的是,本实施方式中,接合性的提高是指:上述接合可靠性的提高和外观不良的抑制。以下,针对各构成进行详述。
〔透明基材〕
本实施方式中,使用透明基材11。此处,“透明”是指可见光透射率优选为80%以上,是指更优选为90%以上,是指进一步优选为95%以上。此处,可见光透射率可按照JISK7361-1:1997进行测定。
透明基材11可以由1种材料形成,也可以层叠有2种以上的材料。另外,基材为层叠有2种以上材料的多层体时,基材可以是有机基材或无机基材彼此层叠而得到的,也可以是有机基材与无机基材层叠而得到的。
作为透明基材11的方式,可列举出芯层的单层片、具有芯层和第一最外层的层叠片、具有芯层和第二最外层的层叠片、具有第一最外层和第二最外层的层叠片、具有芯层和第一最外层和第二最外层的层叠片。另外,在上述层叠片中,可以在芯层与第一最外层之间、芯层与第二最外层之间、或者第一最外层与第二最外层之间进一步具有其它层。
需要说明的是,透明基材11为芯层的单层片时,集电部12(接合部121)和天线部13形成于芯层的表面。另外,透明基材11为层叠片时,第一最外层意味着构成要形成集电部12(接合部121)和天线部13的面的层,第二最外层意味着第一最外层的背面。其中,从调整表面自由能E0的观点出发,本实施方式的透明基材11优选具有第一最外层。以下,针对各层的构成进行详述。
(芯层)
构成芯层的材料没有特别限定,优选有助于提高基材的机械强度的材料。作为这种芯层的材料,没有特别限定,可列举出例如石英玻璃、硼硅酸玻璃、钠石灰玻璃、铅玻璃等透明无机基材;丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚芳酯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、尼龙、芳香族聚酰胺、聚醚醚酮、聚砜、聚醚砜、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺等透明有机基材。其中,通过使用聚对苯二甲酸乙二醇酯,从而用于制造透明天线的生产率(削减成本的效果)更优异。另外,通过使用聚酰亚胺,从而透明天线的耐热性更优异。使用聚酰亚胺时,更优选使用可见光的透光性优异的所谓透明聚酰亚胺。进而,通过使用聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯或石英玻璃,从而存在透明基材与导电性细线的密合性进一步提高的倾向。
芯层可以由1种材料形成,也可以层叠有2种以上的材料。另外,芯层为层叠有2种以上材料的多层体时,基材可以是有机基材或无机基材彼此层叠而得到的,也可以是有机基材与无机基材层叠而得到的。
芯层的厚度优选为5μm以上且500μm以下,更优选为10μm以上且100μm以下。
(第一最外层)
透明基材11为层叠体时,第一最外层为构成要形成集电部12(接合部121)和天线部13的面的层。构成第一最外层的材料没有特别限定,优选有助于提高芯层与集电部12(接合部121)和天线部13各自的密合性。另外,透明基材11为具有第一最外层和第二最外层且不具有芯层的方式时,第一最外层优选有助于提高第二最外层与集电部12(接合部121)和天线部13各自的密合性。需要说明的是,透明基材11具有第一最外层时,表面自由能E0成为第一最外层的表面自由能。
作为这种第一最外层中包含的成分,没有特别限定,可列举出例如硅化合物(例如(聚)硅烷类、(聚)硅氮烷类、(聚)硅硫烷类、(聚)硅氧烷类、硅、碳化硅、氧化硅、氮化硅、氯化硅、硅酸盐、沸石、硅化物等)、铝化合物(例如氧化铝等)、镁化合物(例如氟化镁)等。
其中,优选为硅化合物,更优选为硅氧烷类。通过使用这种成分,从而存在如下倾向:除了要形成接合部121的透明基材面的表面自由能E0提高之外,透明天线的透明性和耐久性也进一步提高。
作为硅化合物,没有特别限定,可列举出例如多官能性有机硅烷的缩合物、使多官能性有机硅烷或其低聚物与聚乙酸乙烯酯进行水解反应而得到的缩聚物等。
作为多官能性有机硅烷,没有特别限定,可列举出例如二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二乙基二甲氧基硅烷、二乙基二乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷等二官能性有机硅烷;甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷等三官能性有机硅烷;四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷等四官能性有机硅烷等。
第一最外层可通过将包含上述第一最外层所含的成分的组合物涂布于芯层并进行干燥的方法来成膜。另外,第一最外层可通过PVD、CVD等气相成膜法来制膜。用于形成第一最外层的组合物根据需要可以含有分散剂、表面活性剂、粘结剂等。
第一最外层的厚度优选为0.01μm以上且100μm以下,更优选为0.01μm以上且10μm以下,进一步优选为0.01μm以上且1μm以下。通过使第一最外层的厚度在上述范围内,从而存在如下倾向:除了上述密合性进一步提高之外,透明天线的透明性和耐久性也进一步提高。
通过将第一最外层层叠在芯层上,从而能够调整表面自由能E0,并且,在例如利用等离子体等烧成手段使墨中的金属成分烧结而形成集电部12(接合部121)和天线部13时,能够防止由等离子体等导致的未被集电部12(接合部121)和天线部13覆盖的部位的芯层的蚀刻。尤其是,利用上述等离子体等烧成手段,能够将透明基材11的开口部的表面自由能Eo设为规定值,故而优选。
进而,为了防止由静电导致的集电部12(接合部121)和天线部13的断线,该第一最外层优选具备抗静电功能。为了使第一最外层具有抗静电功能,第一最外层优选包含导电性无机氧化物和导电性有机化合物中的至少任意者。
(第二最外层)
透明基材11为层叠体时,第二最外层是指第一最外层的背面。作为第二最外层中包含的成分,没有特别限定,可列举出例如三聚氰胺系化合物、醇酸系化合物、氟系化合物、有机硅系化合物、聚乙烯蜡、脂肪酸、脂肪酸酯。其中,优选为三聚氰胺系化合物、醇酸系化合物、氟系化合物、有机硅系化合物,更优选为三聚氰胺系化合物、醇酸系化合物。通过使用这种成分,从而存在透明天线的透明性和耐久性进一步提高的倾向。
第二最外层的厚度优选为0.01μm以上且100μm以下,更优选为0.01μm以上且10μm以下,进一步优选为0.01μm以上且1μm以下。通过使第二最外层的厚度在上述范围内,从而存在透明天线10的透明性和耐久性进一步提高的倾向。
(其它层)
作为配置在芯层与第一最外层之间、芯层与第二最外层之间、或者第一最外层与第二最外层之间的其它层,没有特别限定,可列举出例如易粘接层。易粘接层是出于提高芯层与第一最外层、芯层与第二最外层、或者第一最外层与第二最外层的粘接性的目的而使用的。
〔接合部〕
接合部121是集电部12的前端,是与半导体元件14接合的区域。接合部121(集电部12)与天线部13电接合,具有第一导电性图案300和未形成该第一导电性图案300的第一开口部301。此处,第一导电性图案300是连续的图案,具有从图案中的任意点至其它任意点为止的导电性。需要说明的是,集电部12可以具有在电学上独立的一个或多个第一导电性图案300。
图2和图4示出图1的S1a部分和图3的S1b的放大图。在图2和图4中,示出由包含粗导电性细线的第一导电性图案300形成的集电部12(接合部121)与由包含更细的导电性细线的第二导电性图案400形成的天线部13进行了电接合的例子。
图6中,作为接合部121的一个方式,示出图2和图4的S2部分的放大图。在图6中,第一导电性图案300以多个第一导电性细线交叉成网格状而形成的格网(grid)图案的形式示出,但第一导电性图案300不限定于此,可以是第一导电性细线交叉并维持导电性的其它图案。另外,第一导电性图案300可以是规则的图案,也可以是不规则的图案。进而,第一导电性细线可以是直线,也可以是曲线。
作为第一开口部301的形状,没有特别限定,可列举出例如三角形;正方形、长方形、菱形等四边形;五边形;六边形;或者将多种多边形组合而成的形状。
集电部12的构成没有特别限定,可列举出例如以连接多个天线部13的方式设置有基本被半导体元件14遮蔽这一尺寸的集电部12的构成(参照图1);半导体元件14接合于环状的集电部12的局部,且在环状的集电部12的外周设置有天线部13的构成(参照图3);在一个天线部13的任意部位设置有集电部12的构成。另外,集电部12中的半导体元件14的接合位置(接合部121)没有特别限定,优选与集电部12的前端相对的位置。
〔天线部13〕
天线部13与集电部12(接合部121)电接合,其具有第二导电性图案400和第二开口部401,所述第二开口部401是在图案之间形成的部分,未形成该第二导电性图案400。该天线部13以能够收发规定电磁波的天线区域的形式存在。此处,第二导电性图案400是指连续的图案,具有从图案中的任意点至其它任意点为止的导电性。需要说明的是,天线部13可以具有在电学上独立的多个第二导电性图案400。
天线部13根据其种类而具有各种形状。作为天线部13的种类,没有特别限定,可列举出例如通过电场的变化而产生电流的偶极天线、贴片天线等电场天线;通过磁场的变化而产生电流的环形天线等磁场天线。
另外,作为天线部13的外形,可以利用公知形状。例如,作为线状的偶极天线,不限定于直线型,可列举出折返型、曲流线(meander)型、螺线(helical)型、螺旋(spiral)型等各种公知形状。另外,关于贴片天线,除了多边形、圆形等任意外形之外,还可列举出它们具有切口的形状。进而,天线部13可以是将这些形状组合多种而得到的形状。
另外,关于天线部13,优选具备具有第二导电性细线的第二导电性图案。图7中,作为天线部13的一个方式,示出图2和图4的S3部分的放大图。在图7中,第二导电性图案400以多个第二导电性细线交叉成网格状而形成的格网图案的形式示出,但第二导电性图案400不限定于此,可以是第二导电性细线交叉而维持导电性的其它图案。另外,第二导电性图案400可以是规则的图案,也可以是不规则的图案。进而,第二导电性细线可以是直线,也可以是曲线。
作为未形成第二导电性图案400的部分、即第二开口部401的形状,没有特别限定,可列举出例如三角形;正方形、长方形、菱形等四边形;五边形;六边形;或者将多种多边形组合而成的形状。
图1和图3是表示天线部13为电场天线时的RF标签的构成的例子。在图1中,在基本被半导体元件14遮蔽这一尺寸的较小的集电部12的周围形成有两个天线部13,在图3中,以包围环状的集电部12的周围的方式形成有天线部13。图1和图3中,天线部13均具有长方形那样的矩形外形。在图1和图3中,天线部13不是导电层实心涂布成平面的方式,而是利用由第二开口部401和第二导电性图案400构成的格网图案来构成。由此,能够确保天线部13的作为电场天线的功能,且能够确保形成有天线部的区域的透明性。
(第一导电性图案300和第二导电性图案400)
第一导电性图案300和第二导电性图案400包含导电性成分。作为导电性成分,没有特别限定,可列举出例如导电性金属、导电性高分子等。另外,第一导电性图案300和第二导电性图案400可以包含非导电性成分。作为导电性金属,没有特别限定,可列举出例如金、银、铜和铝。其中,优选为银或铜,更优选为比较廉价的铜。通过使用这种导电性金属,从而存在透明天线的导电性更优异的倾向。另外,作为导电性高分子,可以使用公知物,可列举出聚乙炔、聚噻吩等。
另外,作为非导电性成分,没有特别限定,可列举出例如金属氧化物、金属化合物和有机化合物。更具体而言,作为这些非导电性成分,可列举出属于源自后述墨所包含的成分的成分,其是墨所包含的成分之中在历经烧成后残留于导电性细线的金属氧化物、金属化合物和有机化合物。
第一导电性图案300和第二导电性图案400中的导电性成分的含有比例分别独立地优选为50质量%以上,更优选为60质量%以上,进一步优选为70质量%以上。导电性成分的含有比例的上限没有特别限定,为100质量%。另外,第一导电性图案300和第二导电性图案400中的非导电性成分的含有比例分别独立地优选为50质量%以下,更优选为40质量%以下,进一步优选为30质量%以下。非导电性成分的含有比例的下限没有特别限定,为0质量%。
(线宽W)
第一导电性图案300和第二导电性图案400中的第一导电性细线和第二导电性细线的线宽W是指:从透明基材11的配置有导电性图案的一面侧,将导电性细线投影在透明基材11的表面上时的线宽W。在具有与透明基材11的界面侧的底边较长的梯形截面的导电性细线中,与透明基材11接触的导电性细线的面的宽度成为线宽W。
第一导电性细线的线宽W1优选为0.5~200μm,更优选为1~150μm,进一步优选为2~100μm。通过使第一导电性细线的线宽W1在上述范围内,从而存在接合性进一步提高且增益等天线特性进一步提高的倾向。另外,通过使第一导电性细线的线宽W1为200μm以下,从而存在如下倾向:第一导电性图案300的视觉辨认性进一步降低,集电部12(接合部121)的透明性进一步提高。
第二导电性细线的线宽W2优选为0.25~7.5μm,更优选为0.25~5.0μm,进一步优选为0.25~4.0μm,特别优选为0.50~3.0μm。通过使第二导电性细线的线宽W2为0.25μm以上,从而存在天线部13的导电性进一步提高的倾向。另外,能够充分抑制由导电性细线表面的氧化、腐蚀等导致的导电性降低。另一方面,通过使第二导电性细线的线宽W2为10.0μm以下,从而存在如下倾向:第二导电性图案400的视觉辨认性进一步降低,天线部13的透明性进一步提高。
需要说明的是,在第一导电性图案300和/或第二导电性图案400中,线宽W1和/或线宽W2不是固定值而是多个值的情况下,优选全部的线宽W1和/或线宽W2满足上述范围。
(高度T)
第一导电性细线的高度T1和第二导电性细线的高度T2分别独立地优选为0.05~1.0μm,更优选为0.07~0.8μm,进一步优选为0.1~0.5μm。通过使高度T1和T2为0.05μm以上,从而存在导电性进一步提高的倾向。另外,存在能够充分抑制由导电性细线表面的氧化、腐蚀等导致的导电性降低的倾向。另一方面,通过使高度T1和T2为1.0μm以下,从而存在在广阔的视场角下表现出高透明性的倾向。
需要说明的是,在第一导电性图案300和/或第二导电性图案400中,高度T1和/或高度T2不是固定值而是多个值的情况下,优选全部的高度T1和/或高度T2满足上述范围。
(间距P)
第一导电性细线的间距P1优选为0.5~25μm,更优选为1.0~10μm,进一步优选为2.0~7.0μm。通过使间距P1在上述范围内,从而存在接合性进一步提高且增益等天线特性进一步提高的倾向。需要说明的是,间距P是导电性细线之间的距离。
第二导电性细线的间距P2优选为20~1000μm,更优选为40~750μm,进一步优选为60~300μm。通过使间距P2为20μm以上,从而存在天线部13的透明性进一步提高的倾向。另外,通过使间距P2为1000μm以下,从而存在导电性进一步提高的倾向。
第一导电性细线的间距P1优选小于第二导电性细线的间距P2。其差值(P2-P1)优选为30~1000μm,更优选为50~500μm,进一步优选为100~300μm。通过使差值(P2-P1)在上述范围内,从而存在接合部的视觉辨认性降低、外观设计性进一步提高的倾向。
需要说明的是,在第一导电性图案300和/或第二导电性图案400中,间距P1和/或间距P2不是固定值而是多个值的情况下,优选全部的间距P1和/或间距P2满足上述范围。
(占有面积率S)
第一导电性图案300的占有面积率S1优选为30~90%,更优选为30~80%,进一步优选为40~80%,特别优选为50~80%。通过使占有面积率S1在上述范围内,从而存在接合性进一步提高且增益等天线特性进一步提高的倾向。
第二导电性图案400的占有面积率S2优选为0.1~10.0%,更优选为0.5~5.0%,进一步优选为1.0~3.0%。通过使占有面积率S2为0.1%以上,从而存在天线部13的特性进一步提高的倾向。另外,通过使占有面积率S2为10.0%以下,从而存在天线部13的透明性进一步提高的倾向。
第一导电性图案的占有面积率S1优选大于第二导电性图案的占有面积率S2。其差值(S1-S2)优选为3~50%,更优选为9~50%,进一步优选为15~50%。通过使差值(S1-S2)在上述范围内,从而存在接合部的视觉辨认性降低、外观设计性提高的倾向。
需要说明的是,“导电性图案的占有面积率S”可通过对于透明基材上的形成有导电性图案的区域利用下式来计算。透明基材上的形成有导电性图案的区域是指图4的S2、S3所示那样的范围,不包括未形成导电性图案的边缘部等。
导电性图案的占有面积率S
=(导电性图案所占的面积/透明基材11的面积)×100
关于导电性图案的线宽、高度、间距和占有面积率等,可利用电子显微镜、激光显微镜、光学显微镜等对透明天线的表面或截面进行确认。作为将导电性图案的线宽和间距调整至期望范围的方法,可列举出:调整在后述透明天线的制造方法中使用的版的槽的方法、调整墨中的金属颗粒的平均粒径的方法等。
(形状)
第一导电性细线和第二导电性细线的截面形状可通过导电性细线的线宽W和高度T来规定。以导电性细线的高度T作为基准,将自透明基材11与导电性细线的界面起的高度规定为0.50T和0.90T。另外,将高度0.50T处的导电性细线的宽度设为W0.50,将高度0.90T处的导电性细线的宽度设为W0.90。此时,W0.50/W0优选为0.70~0.99,更优选为0.75~0.99以下,进一步优选为0.80~0.95。另外,W0.90/W0.50优选为0.50~0.95,更优选为0.55~0.90,进一步优选为0.60~0.85。本实施方式的透明天线中,W0.50/W0优选大于W0.90/W0.50。即,优选的是:导电性细线的宽度从距离透明基材11侧的导电性细线的界面为0.50T的厚度处的高度位置朝向距离透明基材11侧的导电性细线的界面为0.90T的厚度处的高度位置发生递减。
如后所述,本实施方式的透明天线可使用墨并通过印刷法来形成,通过该方法而形成的导电性细线具有上述那样的特征性形状。作为其它导电性细线的形成方法,也可以考虑使用纳米压印法、光刻法的方法;使用其它引线的方法等,通过这些方法而制作的导电性细线与通过印刷法而形成的导电性细线在上述形状上是不同的。
(薄层电阻)
第一导电性图案300和第二导电性图案400的薄层电阻优选为0.1Ω/sq以上且1000Ω/sq以下,更优选为0.1Ω/sq以上且500Ω/sq以下,进一步优选为0.1Ω/sq以上且100Ω/sq以下,更进一步优选为0.1Ω/sq以上且20Ω/sq以下,再进一步优选为0.1Ω/sq以上且10Ω/sq以下。
透明天线的薄层电阻可利用以下的方法来测定。首先,从透明天线中将整面配置有导电性图案的部分切成矩形,得到测定样品。在所得测定样品的两端部形成与导电性图案电连接的薄层电阻测定用集电部,测定在两端部设置的集电部之间的电阻R(Ω)。可以使用上述电阻R(Ω)、与测定样品的集电部之间的距离相当的宽度方向的长度L(mm)、纵深方向的长度D(mm),利用下式来计算薄层电阻Rs(Ω/sq)。
Rs=R/L×D
存在通过提高导电性细线的高度而使透明天线10的薄层电阻降低的倾向。另外,也可以通过选择构成导电性细线的金属材料种类来进行调整。
(可见光透射率)
第一导电性图案300的可见光透射率VT1优选为30~80%,更优选为40~75%,进一步优选为45~70%。此处,可见光透射率可按照JISK7361-1:1997的总透光率,通过计算其可见光(360~830nm)范围的透射率来测定。
第二导电性图案400的可见光透射率VT2优选为80%以上且100%以下,更优选为90%以上且100%以下。
存在通过减小导电性图案的线宽或提高占有面积率而使透明天线10的可见光透射率提高的倾向。
〔透明天线的制造方法〕
作为透明天线的制造方法,可列举出具有如下工序的方法:使用包含金属成分的墨在透明基材11上形成图案的图案形成工序;以及对墨进行烧成而形成集电部12(接合部121)和天线部13的烧成工序。另外,从调整第一开口部301的表面自由能的观点出发,可以具有对透明基材11的表面进行处理的表面处理工序。
〔表面处理工序〕
在表面处理工序中,从调整表面自由能的观点出发,可以在芯层的一个面设置第一最外层或者调整透明基材11的表面粗糙度。
作为形成第一最外层的方法,没有特别限定,可列举出例如使用PVD、CVD等气相成膜法,在芯层的一个面使构成第一最外层的成分成膜的方法。另外,作为其它方法,可列举出:通过将包含形成第一最外层的成分的组合物涂布于芯层的一个面并使其干燥来形成第一最外层的方法。
一般来说,作为使平滑的透明基材11的表面粗糙度增加的方法,没有特别限定,可列举出例如在芯层与第一最外层之间设置表面粗糙度大的易粘接层,并在该易粘接层上形成第一最外层的方法。由此,第一最外层会反映出易粘接层的表面粗糙度。
〔图案形成工序〕
图案形成工序是使用包含金属成分的墨来形成图案的工序。图案形成工序只要是使用具有期望导电性图案的槽的版的有版印刷方法,就没有特别限定,具有例如以下的工序:在转印介质表面涂布墨的工序;使涂布有墨的转印介质表面与凸版的凸部表面相对,进行按压、接触而使转印介质表面上的墨转移至凸版的凸部表面的工序;以及,使残留有墨的转印介质表面与透明基材11的面相对,进行按压、接触而使残留在转印介质表面上的墨转印至透明基材11的面的工序。需要说明的是,在透明基材11形成有第一最外层的情况下,墨被转印至第一最外层表面。
(墨)
上述图案形成工序中使用的墨包含导电性成分和溶剂,根据需要可以包含表面活性剂、分散剂、还原剂等。导电性成分为金属成分时,金属成分可以以金属颗粒的形式包含在墨中,也可以以金属络合物的形式包含在墨中。
金属颗粒的平均一次粒径优选为100nm以下,更优选为50nm以下,进一步优选为30nm以下。另外,金属颗粒的平均一次粒径的下限没有特别限定,可列举出1nm以上。通过使金属颗粒的平均一次粒径为100nm以下,从而能够进一步缩细所得导电性细线的线宽W。需要说明的是,“平均一次粒径”是指1个个金属颗粒(所谓一次颗粒)的粒径,与多个金属颗粒聚集形成的聚集体(所谓二次颗粒)的粒径、即平均二次粒径有所区别。
作为金属颗粒,没有特别限定,可列举出例如氧化铜等金属氧化物、金属化合物;芯部为铜且壳部为氧化铜那样的芯/壳颗粒。金属颗粒的方式可以从分散性、烧结性的观点出发来适当决定。
作为表面活性剂,没有特别限定,可列举出例如氟系表面活性剂等。通过使用这种表面活性剂,从而存在如下倾向:膜在转印介质(橡皮布,blanket)上的涂布性、所涂布的墨的平滑性提高,能够得到更均匀的涂膜。需要说明的是,表面活性剂优选为能够分散金属成分且在烧成时不易残留那样的构成。
另外,作为分散剂,没有特别限定,可列举出例如与金属成分表面发生非共价键合或相互作用的分散剂、与金属成分表面发生共价键合的分散剂。作为发生非共价键合或相互作用的官能团,可列举出具有磷酸基的分散剂。通过使用这种分散剂,从而存在金属成分的分散性进一步提高的倾向。
进而,作为溶剂,可列举出一元醇和多元醇等醇系溶剂;烷基醚系溶剂;烃系溶剂;酮系溶剂;酯系溶剂等。它们可以单独使用,也可以组合使用1种以上。可列举出例如碳原子数10以下的一元醇与碳原子数10以下的多元醇的组合使用等。通过使用这种溶剂,从而存在如下倾向:墨在转印介质(橡皮布)上的涂布性、墨从转印介质向凸版转印的转印性、墨从转印介质向透明基材转印的转印性、以及金属成分的分散性进一步提高。需要说明的是,溶剂优选为能够分散金属成分且在烧成时不易残留那样的构成。
〔烧成工序〕
在烧成工序中,例如,将转印至透明基材11的面上的墨中的金属成分烧结,形成集电部12(接合部121)和天线部13。烧成只要是金属成分发生熔接而能够形成金属成分烧结膜的方法,就没有特别限定。烧成例如可以利用烧成炉来进行,也可以使用等离子体、加热催化剂、紫外线、真空紫外线、电子射线、红外线灯退火、闪光灯退火、激光等来进行。在所得烧结膜容易被氧化的情况下,优选在非氧化性气氛中进行烧成。另外,在金属氧化物等难以仅利用墨中可能包含的还原剂来还原的情况下,优选在还原性气氛中进行烧成。
非氧化性气氛是指不包含氧气等氧化性气体的气氛,有非活性气氛和还原性气氛。非活性气氛是指例如被氩气、氦气、氖气、氮气等非活性气体填满的气氛。另外,还原性气氛是指存在氢气、一氧化碳等还原性气体的气氛。可以将这些气体填充至烧成炉中形成密闭体系并对墨的涂布膜(分散体涂布膜)进行烧成。另外,也可以使烧成炉为流通体系,边流通这些气体边对分散体涂布膜进行烧成。在非氧化性气氛中对分散体涂布膜进行烧成时,优选将烧成炉中暂时抽真空而去除烧成炉中的氧气,并利用非氧化性气体进行置换。另外,烧成可以在加压气氛中进行,也可以在减压气氛中进行。
烧成温度没有特别限定,优选为20℃以上且400℃以下,更优选为50℃以上且300℃以下,进一步优选为80℃以上且200℃以下。通过使烧成温度为400℃以下,从而能够使用耐热性低的基板,故而优选。另外,通过使烧成温度为20℃以上,从而存在充分进行烧结膜的形成、导电性变得良好的倾向,故而优选。需要说明的是,所得烧结膜包含源自金属成分的导电性成分,除此之外,可以根据墨中使用的成分、烧成温度而包含非导电性成分。
〔RF标签〕
本实施方式的RF标签100具备上述透明天线10、以及与该透明天线10的接合部121电接合的半导体元件14。图7中示出本实施方式的RF标签100的剖视图。如图7所示那样,半导体元件14优选借助各向异性导电性糊剂或各向异性导电性薄膜等各向异性导电性粘接剂15而与接合部121电接合。
图1和2中示出RF标签100,该RF标签100是未内置电池,并将从读写器接收的电波作为能量源而工作的无源标签,本实施方式的RF标签100也可以是进一步内置电池(未图示),并将其电力用作收发、内部电路用电源的有源标签;内置其它传感器、作为传感器电源的电池的半无源标签。需要说明的是,本实施方式中,RF标签是指通过具有上述透明天线10而能够收发特定频率的标签。因此,即便被称为IC标签,只要满足上述构成,就包括在本实施方式的RF标签中。
半导体元件14可根据RF标签100的用途而使用公知的元件。半导体元件14的构成没有特别限定,具有例如存储部、电源整流部、接收部、控制部和发送部等功能部。
针对各功能部和本实施方式的RF标签100为无源型时的工作的一例进行说明。首先,RF标签100的天线部13接收来自读写器的电波,通过电磁感应等而产生电动势。并且,借助该电动势来启动RF标签100的半导体元件14。此时,电源整流部将输入至天线部13的交流转换成直流,向半导体元件14的电路供给电源。另外,与此并行地,接收部将从读写器接收的载波解调成信号串,并将信号串输送至控制部。控制部根据从接收部接收的信号串,向存储部读写信息或者将信息处理结果以信号串的形式传递至发送部。此处,存储部根据商品信息等RF标签的用途而存储各种信息。最后,发送部将从控制部接收的信号串解调成载波,并从天线部13进行发送。并且,读写器的天线接收该载波,进行信息处理。需要说明的是,本实施方式中,RFID是指包括RF标签和读写器的系统。
本实施方式的RF标签100可利用的频段没有特别限定,可列举出例如LF频带(中波段):120~130kHz、HF频带(短波段):13.56MHz、UHF频带(极超短波):900MHz频带、微波:2.45GHz频带。天线部13的类型可根据所利用的频段来适当调整。例如,在利用HF频带的情况下,可以使用环型的天线,在利用UHF频带的情况下,可以使用偶极型的天线。
作为本实施方式的RF标签100可利用的收发方式,不限定于上述电波方式,可以使用如下方式:对发送侧/接收侧分别具有的线圈施加高频,使产生的相互感应承载信息的电磁耦合方式;使在天线附近产生的磁场承载信息,进行信息交换的电磁感应方式。
各向异性导电性粘接剂中包含的导电性微粒的直径d优选为3.0~10μm,更优选为4.0~9.0μm。通过使导电性微粒的直径d在上述范围内,从而存在接合性进一步提高的倾向。
另外,形成于集电部12(接合部121)的第一导电性图案的间距P1、其厚度T1和导电性微粒的直径d优选满足下式(1)。
(P1/2)2<(d/2)2-(d/2-T1)2 式(5)
实施例
以下,使用实施例和比较例,更具体地说明本发明。本发明完全不限定于以下的实施例。
〔实施例1〕
将在单面形成有易粘接层的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜(东洋纺公司制、制品名COSMOSHINE A4100、薄膜厚度为50μm)用作芯层,在未形成易粘接层的一个面上涂布由氧化硅纳米颗粒2重量%、导电性的有机硅烷化合物1重量%、2-丙醇65重量%、1-丁醇25重量%、水7重量%构成的组合物,并进行干燥,形成含有氧化硅且厚度为50nm的含氧化硅的膜,作为第一最外层,得到基材A。
接着,将粒径为21nm的氧化亚铜纳米颗粒20质量份、分散剂(BYK-Chemie公司制、制品名:Disperbyk-145)4质量份、表面活性剂(AGC SEIMI CHEMICAL公司制、制品名:S-611)1质量份与乙醇75质量份进行混合/分散,制备氧化亚铜纳米颗粒的含有比例为20质量%的墨。
并且,将墨涂布于转印介质表面,使涂布有墨的转印介质表面与具有导电性图案的槽的版相对,进行按压、接触,使转印介质表面上的一部分墨转移至版的凸部表面。其后,使涂布有残留的墨的转印介质表面与基材A相对,进行按压、接触,使期望导电性图案状的墨转印至基材A的第一最外层上。
接着,使用Nova Centrix公司制的Pulseforge1300,在室温环境下通过闪光灯退火对导电性图案状的墨(分散体涂布膜)进行烧成。需要说明的是,天线部的导电性图案设为正方形格网状,设为线宽W2:3.0μm、高度T2:0.5μm、开口间距P2:60μm,占有面积率S2为10%。接合部的导电性图案设为正方形格网状,设为线宽W1:1.0μm、高度T1:0.5μm、开口间距P1:3.0μm,占有面积率S1为56%。
另外,天线部是图1所示那样的偶极天线,其中,长边方向的纵向尺寸为49mm、短边方向的横向尺寸为10mm的长方形状的两个导电性图案以短边相对的方式且以2mm的间隔进行设置,另外,在两个导电性图案之间形成的接合部间的间隙设为150μm。
需要说明的是,关于接合部和天线部的导电性细线,W0.50/W0均大于W0.90/W0.50。另外,表面自由能E1为57mJ/m2,表面自由能E0为76mJ/m2。
〔实施例2〕
接合部的导电性图案设为正方形格网状,设为线宽W1:3μm、开口间距P1:6μm,占有面积率S1设为75%,除此之外,与实施例1同样操作,得到透明偶极天线。
〔实施例3〕
作为基材,使用厚度0.1mm的石英玻璃基材,除此之外,与实施例2同样操作,得到透明偶极天线。
〔实施例4〕
作为基材,使用聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)(TOYOBO FILM SOLUTIONS公司制、制品名TEONEX Q51-A4、薄膜厚度为50μm),除此之外,与实施例2同样操作,得到透明偶极天线。
〔实施例5〕
作为基材,使用聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)(TOYOBO FILM SOLUTIONS公司制、制品名TEONEX Q51-A4、薄膜厚度为50μm),利用等离子体烧成机来实施烧成工序,除此之外,与实施例2同样操作,得到透明偶极天线。
〔比较例1〕
不形成第一最外层,除此之外,与实施例1同样操作,得到透明天线。表面自由能E1为57mJ/m2,表面自由能E0为47mJ/m2。
〔比较例2〕
与实施例1同样地,使与实施例1相同的导电性图案状的墨转印在基材A的第一最外层上。其后,涂布与第一最外层相同的组合物(氧化硅纳米颗粒2重量%、导电性的有机硅烷化合物1重量%、2-丙醇65重量%、1-丁醇25重量%、水7重量%),并进行干燥,形成导电性图案,在基材A的两表面形成含有氧化硅且厚度为50nm的含氧化硅的膜。其后,与实施例1同样地,利用闪光灯退火来进行处理。电极部表面被含氧化硅的膜覆盖,虽未导通,但能够评价导电性粘接剂的填充性、渗出性。
〔参考例1〕
接合部的导电性图案设为正方形格网状,设为线宽W1:10μm、开口间距P1:3μm,占有面积率S1设为95%,除此之外,与实施例1同样操作,得到透明偶极天线。
〔表面自由能的色散项γSD、极性项γSP的测定〕
针对表面自由能的色散项γSD、γSP的测定方法进行说明。
将实施例和比较例中制作的基材的要形成接合部121的面作为测定试样,以三处测定的平均值的形式求出表面自由能的色散项γSD、极性项γSP。首先,在测定试样上,作为表面张力γL、表面张力的色散项γLD、表面张力的极性项γLP已知的两种溶剂,将纯水和二碘甲烷各滴加2μL。
利用数字显微镜(KEYENCE公司制的VHX-100),从横向对滴加在测定试样上的两种溶剂的液滴进行观察/拍摄,利用数字显微镜附带的测量软件直接对测定试样与液滴所成的接触角进行测定,得到使用两种溶剂时的各自的接触角。
将所得接触角θ、水与二碘甲烷的表面张力γLV、表面张力的色散项γLV d、表面张力的极性项γLV p代入至下述式(4)中,对由此得到的联立方程式求解,求出测定试样的表面自由能的色散项γSV d、γSV p。
γLV(1+cosθ)/2=(γSV d×γLV d)0.5+(γSV p×γLV p)0.5 (4)
〔线宽、间距和占有面积率〕
根据基于光学显微镜的平面照片,算出线宽、间距和占有面积率。
〔RF标签〕
使用各向异性导电性糊剂(KYOCERA公司制的TAP0644F),在如上述操作而得到的透明天线的接合部接合半导体元件,得到RF标签。
〔接合可靠性、外观不良〕
利用数字显微镜(KEYENCE公司制的VHX-100),从透明基材的背面观察实施例1~5、比较例1~2和参考例1的接合部。在实施例1~5的接合部的基材开口部未裹夹气泡,由此可确保粘接可靠性,天线部、接合部和半导体元件进行电接合而导通,由此能够接受800MHz~1000MHz频率的电磁波(表1中的接合可靠性:评价为〇)。进而,在实施例1~3中,各向异性导电性糊剂没有从接合部向天线部溢出,外观方面优异(表1中的外观:评价为〇)。在实施例4、5中,略微观察到各向异性导电性糊剂从接合部向天线部溢出,但并非作为具有透明性的RF标签的外观性明显受损的状态(表1中的外观:评价为△)。
另一方面,观察到比较例1的接合部裹夹有气泡,粘接可靠性差(在表1中评价为×)。进而,观察到各向异性导电性糊剂从接合部向天线部溢出,作为具有透明性的RF标签的外观性受损(在表1中评价为×)。进而,在具有这种连接性的比较例1中,预料到天线特性的偏差。
另外,观察到比较例2的接合部裹夹有气泡,如果具有接合部的导电性,则预料到良好的接合可靠性(表1中的接合可靠性:评价为(○))。但是,观察到各向异性导电性糊剂明显从接合部向天线部溢出,作为具有透明性的RF标签的外观性受损(表1的外观:×)。
未观察到参考例1的接合部裹夹有气泡,由此确保粘接可靠性,天线部、接合部和半导体元件进行电接合而导通,由此能够接收800MHz~1000MHz频率的电磁波(表1中的接合可靠性:评价为〇)。但是,观察到各向异性导电性糊剂明显从接合部向天线部溢出,作为具有透明性的RF标签的外观性受损(表1的外观:×)。由于接合部的导电性图案面积过大,因此可推测:各向异性导电性糊剂容易沿着导电图案向天线部渗出。
[表1]
产业上的可利用性
本发明作为可用于RFID的RF标签、尤其是在要求活用透明性的外观设计性的用途中使用的RF标签,具有产业上的可利用性。
附图标记说明
10…透明天线、11…透明基材、12…集电部、121…接合部、13…天线部、14…半导体元件、15…各向异性导电性粘接剂、21…导电性微粒、22…树脂粘结剂、100…RF标签、300…第一导电性图案、301…第一开口部、400…第二导电性图案、401…第二开口部。
Claims (8)
1.一种透明天线,其具有透明基材、配置在所述透明基材上的天线部以及与该天线部电接合的接合部,
所述接合部具有第一导电性图案和未形成该第一导电性图案的第一开口部,
所述天线部具有第二导电性图案和未形成该第二导电性图案的第二开口部,
所述第一导电性图案的表面自由能E1为60mJ/m2以下,
所述第一开口部处的所述透明基材的表面自由能E0大于所述表面自由能E1。
2.根据权利要求1所述的透明天线,其中,所述第二导电性图案具有线宽W2为0.25μm以上且5.0μm以下的第二导电性细线。
3.根据权利要求1或2所述的透明天线,其中,所述第一导电性图案的高度T1为0.05μm以上且1.0μm以下,
所述第二导电性图案的高度T2为0.05μm以上且1.0μm以下。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的透明天线,其中,所述第一导电性图案具有第一导电性细线,所述第二导电性图案具有第二导电性细线,
所述第一导电性细线的间距P1小于所述第二导电性细线的间距P2,
所述间距P1为1.0μm以上且10μm以下,
所述间距P2为20μm以上且1000μm以下。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的透明天线,其中,每单位面积的第一导电性图案的占有面积率S1大于每单位面积的第二导电性图案的占有面积率S2,
所述占有面积率S1为30%以上且90%以下,
所述占有面积率S2为0.1%以上且10.0%以下。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的透明天线,其中,所述表面自由能E0与所述表面自由能E1之差(E0-E1)为10~30mJ/m2。
7.一种RF标签,其具备:
权利要求1~6中任一项所述的透明天线;以及
与该透明天线的接合部电接合的半导体元件。
8.根据权利要求7所述的RF标签,其中,所述半导体元件借助各向异性导电性粘接剂而与所述接合部电接合。
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