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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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1. Gebiet
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine leitfähige Paste und ein Verfahren
zum Bilden einer Antenne für ein
Radiofrequenzidentifizierungsmedium unter Einsatz der leitfähigen Paste.
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2. Stand der
Technik
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Die
letzten Jahre haben die Entwicklung von Radiofrequenzidentifizierungsmedien,
wie so genannter Nicht-Kontakt-IC-Karten zur Verwendung als ID-Karten,
Schilder, Namenschilder und dergleichen, gesehen, die ein Herauslesen
und Einschreiben von Daten unter Verwendung von Lese/Schreibvorrichtungen
sogar bei einem Abstand von 4 bis 5 m ermöglichen. Solche Nicht-Kontakt-IC-Karten
werden in der japanischen, offengelegten Patentanmeldung 5-166018,
der japanischen, offengelegten Patentanmeldung 8-216570 und an anderer
Stelle offenbart. Diese Art von Radiofrequenzidentifizierungsmedien
wird umfassend ein Substrat und ein Beschichtungselement gebildet,
und sandwichartig dazwischen wird eine Antenne zum Übermitteln
und Empfangen von Daten unter Verwendung von elektromagnetischen
Wellen als das Übertragungsmedium
angeordnet, mit einem IC-Chip mit eingebauten Funktionen, die ein
Schreiben und Speichern der Daten ebenso wie ein Überschreiben
und Löschen
ermöglichen.
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Ein
Radiofrequenzidentifizierungsmedium, typischerweise gerade eine
solche Nicht-Kontakt-IC-Karte, erfordert
für die
Antenne, die mit dem IC-Chip verbunden ist, eine dünne Form.
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Verfahren,
die eingesetzt wurden, um solche Antennen zu bilden, schließen Dampfabscheidungsverfahren
ein, wobei ein Metall unmittelbar auf einem Substrat dampfabgeschieden
wird, und Ätzverfahren,
wobei eine Metalldünnschicht
auf einem Substrat vorgeformt und dann geätzt wird, ebenso wie Spulenbindungsverfahren,
wobei eine getrennt gebildete Spule an einem Substrat gebunden wird,
und Bedruckungsverfahren, wobei eine leitfähige Paste auf einem Substrat
in einer Antennenform gedruckt wird, um die Antenne zu bilden.
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Von
diesen Antennenbildungsverfahren wird die höchste Empfindlichkeit von solchen
Antennen gezeigt, die durch Metalldampfabscheidungsverfahren gebildet
werden. Wenn jedoch Unregelmäßigkeiten
auf der Oberfläche
des Substrats während
der Dampfabscheidung des Metalls auf der Oberfläche des Substrats vorhanden
sind, hat der Oberflächenzustand
einen unmittelbaren Einfluß auf
die Abscheidungsoberfläche, was
in Unregelmäßigkeiten
auf der Metalldampfabscheidungsoberfläche resultiert. Dies hat zu
Unannehmlichkeiten geführt,
die eine größere Störung der
elektromagnetischen Feldverteilung und eine geringere Empfindlichkeit
der Antenne einschließen.
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Ätzverfahren
sind Antennenbildungsverfahren, die eine einfache Bildung irgendeiner
gewünschten Antennenform
ermöglichen.
Jedoch haben sie viele Herstellungsschritte erfordert, einschließend Beschichten der Ätzpaste,
Musterbilden für
die Ätzpaste
und ein Ätzen
mit Ätzlösungen.
Zusätzlich
erhöhen
die teure Ausrüstung
und die Arbeitsumgebung unausweichlich die Herstellungskosten. Ein
weiteres Erfordernis ist eine sichere Entsorgung der großen Mengen
an Abfallflüssigkeiten,
die durch den Ätzschritt
erzeugt werden.
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Antennen,
die durch Spulenbindungsverfahren gebildet werden, sind bezüglich der
Empfindlichkeit überlegen.
Jedoch ist die Verarbeitbarkeit derselben schlecht gewesen, da die
Metallspule unmittelbar auf der Oberfläche des Substrats gebunden
wird. Es gibt ebenfalls viele Schwierigkeiten, die mit dem verläßlichen
Binden von Metallspulen an Substraten verbunden sind, und daher
ist die Produktivität
schlechter gewesen.
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In
diesem Zusammenhang können
die Bedruckungsverfahren, die oben erwähnt werden, leicht irgendeine
gewünschte
Form der Antenne durch Bedruckungsmethoden bilden, und sie ermöglichen
ebenfalls eine zufriedenstellende Verarbeitbarkeit. Insbesondere
kann die Produktivität
der verschiedenen Herstellungsschritte, wie Siebdrucken der leitfähigen Pasten,
Binden von IC-Chips und Antennen und Zubehör auf Beschichtungsbögen (oder
Filmlamination) durch die Leistung der Bedruckungsmaschinen selbst
verbessert werden.
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Gegenwärtig wird
für diese
Antennen und dergleichen die Bildung der leitfähigen Schicht am häufigsten
durchgeführt
unter Verwendung von wärmehärtbaren,
leitfähigen
Pasten, die durch Wärme
gehärtet
werden. Solche wärmehärtbaren
leitfähigen
Pasten enthalten gewöhnlicherweise
Lösungsmittel,
und die Leistung wird gezeigt durch Verdampfung des Lösungsmittels
oder durch Verdampfung des Lösungsmittels
gekoppelt mit einem Härten
eines Bindemittelharzes. Ein Phenolharz, Polyesterharz oder dergleichen
wird als das Bindemittelharz verwendet. US-A-4,596,606 offenbart
eine leitfähige
Paste enthaltend Lösungsmittel,
die verdampfen, und ein Klebstoffharz, welches eine Glasübergangstemperatur
von –10°C bis –50°C aufweist.
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Jedoch
erfordert die Bildung einer leitfähigen Schicht mit wärmehärtbaren
leitfähigen
Pasten ein Erwärmen
auf 150°C
oder höher
und Behandlungszeiten in der Größenordnung
von einer halben Stunde oder länger.
Die Verarbeitungszeit zur Bildung einer leitfähigen Schicht für Antenne
etc. ist daher länger.
Ferner ist eine Schädigung
der Substrate, auf denen die leitfähigen Schichten gebildet werden,
ebenfalls unvermeidlich gewesen.
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Auf
der anderen Seite werden ebenfalls fotohärtbare leitfähige Pasten
zur Bildung einer leitfähigen Schicht
verwendet. Wenn fotohärtbare
leitfähige
Pasten verwendet werden, ist es notwendig, organische Materialien
durch Sintern als Nachbehandlung nach der Fotohärtung zu entfernen, um die
Leitfähigkeit
der Antenne zu verbessern. Sobald daher die fotohärtbare leitfähige Paste
auf dem Substrat durch Lichtbestrahlung fixiert worden ist, werden
die organischen Materialien zersetzt und durch Nacherwärmen auf
500°C oder
höher entfernt,
um die leitfähige
Schicht zu bilden. Dieses Nacherwärmen wird gewöhnlicherweise
mit einem elektrischen Ofen durchgeführt. Da jedoch, wie oben erwähnt, das
Erwärmen
bei 500°C
oder höher
für das
Nacherwärmen
durchgeführt
wird, können
lediglich wärmewiderstandsfähige Materialien,
wie Keramiken, für
das Substrat verwendet werden, auf denen die leitfähige Schicht
der fotohärtbaren
leitfähigen
Paste gebildet wird. Folglich sind Materialien mit schlechter Wärmewiderstandsfähigkeit,
wie Papier und Kunststoffe, als Substrate nicht geeignet.
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Wenn
ferner eine fotohärtbare
leitfähige
Paste verwendet wird, resultiert die Bildung von harten gehärteten Produkten
in Sprödigkeit
und schlechter Biegewiderstandsfähigkeit.
Obwohl die Monomere eine hohe Reaktivität aufweisen, gibt es ebenfalls
ein bemerkbares Ausbluten nach Auftragung, und während ihre Oligomere die gehärteten Produkte
erweichen können,
macht es ihre hohe Viskosität
während
der Auftragung schwierig, sie von den Platten zu lösen, somit
ist es schwierig gewesen, das Gleichgewicht für die Auftragung einzustellen.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Angesichts
dieser Umstände
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Auftreten eines Schadens
eines Substrats aufgrund beaufschlagter Wärme während der Herstellung des Radiofrequenzidentifizierungsmediums
zu beseitigen, in der Lage zu sein, ein Material als ein Substrat
zu verwenden, das eine unterlegene Wärmewiderstandsfähigkeit
hat, und die Produktivität
für Radiofrequenzidentifizierungsmedien
zu verbessern, durch Bereitstellen einer leitfähigen Paste und eines Härtungsverfahrens
für eine
leitfähige
Paste, eines Verfahrens zum Bilden einer Antenne für ein Radiofrequenzidentifizierungsmedium
unter Verwendung der leitfähigen
Paste und eines Radiofrequenzidentifizierungsmediums, welche in
der Lage sind, die zuvor genannten Probleme zu lösen.
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Ferner
liegt eine erste Erscheinung der vorliegenden Erfindung darin, eine
leitfähige
Paste bereitzustellen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie 0,2–5 Gew.-%
eines Klebstoffharzes, in bezug auf das Feststoffgewicht, mit einem
Glasübergangspunkt
(Tg) von 0°C
oder darunter enthält.
Hier ist das Klebstoffharz wenigstens eines ausgewählt aus
der Gruppe bestehend aus Polyvinylether und Polybutadien. Ferner
enthält
die leitfähige
Paste ein flüchtiges
Lösungsmittel.
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Eine
zweite Erscheinung der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Verfahren
zum Bilden einer Antenne für
ein Radiofrequenzidentifizierungsmedium, das mit einem IC-Chip und
der Antenne versehen ist, bereitzustellen, wobei das Verfahren die
Schritte umfaßt:
Bereitstellen eines Paares von Antennenschleifen, die durch Drucken
mit irgendeiner der oben erwähnten
leitfähigen
Paste auf einer Seite eines bogenförmigen Substrats gebildet werden,
als ein symmetrisches Muster positioniert symmetrisch um einen Faltabschnitt,
der auf dem Substrat als die Mittellinie gebildet ist; Auftragen
von Haftmittel auf wenigstens eine der Antennenschleifen -gebildeten
Seiten; und Falten des Substrat am Faltabschnitt, so daß die Antennenschleifen
auf der Innenseite sind, um die passenden Antennenschleifen anzufügen und
zu verbinden.
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Ferner
liegt eine dritte Erscheinung der vorliegenden Erfindung darin,
ein IC-Chip-Montageverfahren zur
Montage eines IC-Chips auf einer Schaltung auf einem Substrat bereitzustellen,
wobei das Verfahren die Schritte umfaßt: Bilden einer Schaltung
auf dem Substrat, auf dem der IC-Chip anzuordnen ist, durch Drucken mit
irgendeiner der oben erwähnten
leitfähigen
Pasten; Härten
der leitfähigen
Paste; Bilden von Verbindungsabschnitten mit Enden des IC-Chips
auf dem Substrat durch Drucken mit einer leitfähigen Klebstoffsubstanz; Bilden
von isolierenden Abschnitten in der Montageposition des IC-Chips
auf dem Substrat durch Drucken mit einer isolierenden Klebstoffsubstanz;
Anordnen des IC-Chips
in der Montageposition; und Thermokompressionsbinden oberhalb des
IC-Chips zur Montage.
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Diese
und weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden
aus der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnungen
klar werden.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Graph, der Reflexionsvermögen
einer Silberdampfabscheidungsoberfläche bei unterschiedlichen Wellenlängen zeigt.
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2 ist
ein Graph, der Absorptionsvermögen
einer leitfähigen
Paste in unterschiedlichen Wellenlängenbereichen im Vergleich
zu einem freien Bogen zeigt.
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3 ist
ein Graph, der Oberflächenwiderstandsfähigkeitswerte
in bezug auf Stromverbrauch pro Flächeneinheit einer gehärteten leitfähigen Paste
zeigt, für
einen Fall, wo eine Infrarotbestrahlungslampe verwendet wurde, und
einen Fall, wo eine Ultraviolettbestrahlungslampe als die Lichtquelle
verwendet wurde.
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4 ist
eine erklärende
Zeichnung eines Substrats, das eine Antenne trägt, die gemäß der vorliegenden Erfindung
gebildet wird.
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5(A), 5(B), 5(C), 5(D), 5(E) und 5(F) sind
Veranschaulichungen eines Verfahrens zur Bildung einer Antenne gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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6(A) und 6(B) sind
Veranschaulichungen von Druckplatten zum Drucken einer leitfähigen Paste
und einer isolierenden Paste, die für das Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet werden.
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7 ist
eine Veranschaulichung eines Beispiels eines Antennenbildungsverfahrens
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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8 ist
eine Veranschaulichung der Antenne, die gemäß der vorliegenden Erfindung
gebildet worden ist.
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9 ist
eine Querschnittsveranschaulichung eines Teils der Antenne, die
gemäß der vorliegenden Erfindung
gebildet wurde.
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10 ist
eine Querschnittsveranschaulichung eines Biegeabschnitts der Antenne,
die gemäß der vorliegenden
Erfindung gebildet wurde.
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11(A), 11(B), 11(C), 11(D) und 11(E) sind Veranschaulichungen eines Beispiels
zur Montage eines IC-Chips gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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12(A), 12(B), 12(C), 12(D) und 12(E) sind Veranschaulichungen der Montageschritte
betrachtet durch einen Querschnitt der IC-Chipmontageposition durch
das Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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«Leitfähige Paste»
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Ein
veranschaulichendes Beispiel der leitfähigen Paste nicht gemäß der Erfindung
ist eine leitfähige Photohärtungspaste,
die leitfähiges
Pulver (A1) und eine Photohärtungsharzzusammensetzung
(B1) als wesentliche Komponenten umfaßt.
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Das
leitfähige
Pulver (A1) ist am bevorzugtesten Silberpulver. Zur Steuerung der
Widerstandsfähigkeitswerte
und des Lötmittelverbrauchs
kann ebenfalls ein leitfähiges
Pulver von einem anderen Metall als Silber, wie Gold, Platin, Palladium,
Rhodium oder dergleichen, zugegeben werden.
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Das
verwendete leitfähige
Pulver (A1) kann ebenfalls eine Mischung aus zwei oder mehr unterschiedlichen
Pulvern mit unterschiedlichen Eigenschaften, einschließlich mittlere
Teilchengröße, spezifische
Oberfläche
und Klopfdichte (tap density) sein, um die Druckeigenschaften zufriedenstellend
zu steuern. Bevorzugt werden (1) ein dentritisches leitfähiges Pulver
(A1-1) und (2) ein schuppenförmiges
(oder flockenförmiges)
leitfähiges
Pulver (A1-2) als seine wesentlichen Komponenten verwendet. Gemäß der vorliegenden
Erfindung weist das dentritische leitfähige Pulver (A1-1) eine dentritische
Form (ebenfalls als unbestimmte Formen bezeichnet), eine mittlere
Teilchengröße von 0,05–1,0 μm, eine spezifische
Oberfläche
von 0,5–5,0
m2/g und eine Klopfdichte von 0,3–1,0 g/cm3 auf, und (2) das schuppenförmige leitfähige Pulver
(A1-2) weist eine schuppenförmige
oder flockenförmige
Form, eine mittlere Teilchengröße von 1,0–10,0 μm, eine spezifische
Oberfläche von
0,5–5,0
m2/g und eine Klopfdichte von 1,0–5,0 g/cm3 auf. Das verwendete leitfähige Pulver
ist bevorzugt eine Kombination des dentritischen leitfähigen Pulvers
(A1-1) und des schuppenförmigen
oder flockenförmigen
leitfähigen
Pulvers (A1-2) in einem Gewichtsverhältnis von 60/40–95/5, ausmachend
wenigstens 80% des gesamten leitfähigen Pulvers.
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Um
die Kompatibilität
mit der organischen Zusammensetzung in der das leitfähige Pulver
(A1) enthaltenden Paste zu verbessern und das Dispersionsvermögen des
leitfähigen
Pulvers in der Paste zu verbessern, wird das leitfähige Pulver
bevorzugt einer Oberflächenbehandlung
entweder während
der Herstellungsschritte oder nach der Herstellung des leitfähigen Pulvers
unterzogen. Das zur Oberflächenbehandlung
verwendete Agens kann ein oberflächenaktives
Mittel oder eine andere organische Verbindung sein.
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Die
Photohärtungsharzzusammensetzung
(B1) umfaßt,
als wesentliche Komponente, (1) einen Photohärtungsinitiator (B1-1), der
freie aktive Radikalspezies oder aktive kationische Spezies nach
Lichtbestrahlung erzeugt, und (2) ein photoreaktives Harz (B1-2)
mit einer funktionellen Gruppe, die mit diesen aktiven Spezies reagiert,
in einer Kombination mit einem Gewichtsverhältnis von 0,01/100–10/100.
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Der
verwendete Photohärtungsinitiator
(B1-1) kann ein öffentlich
bekannter sein; bevorzugte Initiatoren, die freie aktive Radikalspezies
erzeugen, sind Benzophenonderivate, Thioxanthonderivate, Anthrachinonderivate,
Trichlormethyltriazinderivate, Acylphosphinoxidderivate, α-Hydroxyketonderivate, α-Aminoketonderivate,
Benzoinderivate, Benzylketalderivate, Acridinderivate, Carbazol/Phenon-Derivate
und Kombinationen derselben, und bevorzugte Initiatoren, die aktive
kationische Spezies erzeugen, sind aromatische Sulfoniumsalzverbindungen,
aromatische Iodoniumsalzverbindungen und Kombinationen derselben.
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Das
verwendete photoreaktive Harz (B1-2) kann ein öffentlich bekanntes sein, bevorzugte
Harze, die mit freien Radikalspezies reagieren, sind Acrylatverbindungen
und Methacrylatverbindungen, und bevorzugte Harze, die mit aktiven
kationischen Spezies reagieren, sind alicyclische Epoxyverbindungen,
Oxetanverbindungen, Alkenoxidverbindungen, Glycidyletherverbindungen
und Vinyletherverbindungen. In jedem Falle können irgendwelche zwei oder
mehr Verbindungen ebenfalls in Kombination verwendet werden.
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Die
Viskosität
des gesamten photoreaktiven Harzes (B1-2) ist bevorzugt 1–5.000 mPa·s (cpoise)
bei 25°C,
um ein Verkneten mit dem leitfähigen
Pulver und die Druckeigenschaften der Paste zu garantieren, jedoch
sind 10–2.000
mPa·s
(cpoise) bevorzugter.
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Zur
Steuerung der Reaktivität
ist es bevorzugt, ein Photosensibilisierungsagens zuzugeben, beispielsweise
ein Phenothiazinderivat, ein Xanthonderivat, ein Thioxanthonderivat,
ein Aminobenzoesäurederivat, eine
polycyclische aromatische Verbindung, wie Anthracen, Phenanthren
oder Perylen, oder eine Kombination derselben, oder eine Reaktionshilfe,
wie eine Hydroxyverbindung, Aminoverbindung oder dergleichen. Es
ist hier bevorzugt, 0,01–100%
in Bezug auf das Gewicht des Photohärtungsinitiators (B1-1) zuzugeben.
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Das
Gewichtsverhältnis
des leitfähigen
Pulvers (A1) und der Photohärtungsharzzusammensetzung (B1)
ist bevorzugt 50/50–95/5,
und noch bevorzugter 55/45–90/10.
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Solange
die Photohärtungseigenschaften
der leitfähigen
Photohärtungspaste
gemäß der ersten
Ausführungsform
der Erfindung nicht beeinträchtigt
werden, können öffentlich
bekannte Komponenten, wie Silika, Aluminiumoxid, Glimmer, Kohlenstoffpulver,
Pigmente, Farbstoffe, Polymerisationsstopper, Verdickungsmittel, thixotrope
Agentien, Suspensionsmittel, Antioxidationsmittel, Dispersionsmittel,
Harze, organische Lösungsmitte
und dergleichen, zugegeben werden. Diese werden bevorzugt in einer
Gesamtmenge von nicht mehr als 35% in Bezug auf das Gesamtgewicht
des leitfähigen
Pulvers (A1) und der Photohärtungsharzzusammensetzung
(B1) zugegeben.
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Das
Harz (im folgenden als das Harz (C) bezeichnet), das zur leitfähigen Photohärtungspaste
zugegeben werden kann, kann ein öffentlich
bekanntes sein. Als Beispiele können
wärmehärtbare Harze,
wie Phenolharze, Epoxyharze, Melaminharze, Harnstoffharze, Xylolharze,
Alkydharze, ungesättigte
Polyesterharze, Acrylharze, Furanharze, Urethanharze, etc.; und
thermoplastische Harze, wie Polyethylen, Polypropylen, Polystyrol,
ABS-Harze, Polymethylmetharcylat, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid,
Polyvinylacetat, Polyvinylalkohol, Polyacetal, Polycarbonat, Polyethylenterephthalat,
Polybutylenterephthalat, Polyphenylenoxid, Polysulfon, Polyimid,
Polyethersulfon, Polyallylat, Polyetheretherketon, Polyethylentetrafluorid,
Silikonharze, etc., genannt werden. Diese können alleine oder in Kombination
von zwei oder mehreren verwendet werden.
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Das
Lösungsmittel
(im folgenden als das Lösungsmittel
(D) bezeichnet), das zu der leitfähigen Photohärtungspaste
zugefügt
werden kann, kann ein öffentlich
bekanntes sein. Um jedoch einen Rückstand in dem System nach
der Härtungsreaktion
zu vermeiden, weist es bevorzugt einen Siedepunkt von nicht mehr
als 250°C
auf. Beispiele schließen
Kohlenwasserstofflösungsmittel,
wie Toluol, Cyclohexan, Methylcyclohexan, n-Hexan und Pentan; Alkohole,
wie Isopropylalkohol und Butylalkohol; Ketone, wie Cyclohexanon,
Methylethylketon, Methylisobutylketon, Diethylketon und Isophoron;
Ester, wie Ethylacetat, Propylacetat und Butylacetat; Glykolmonoether
und ihre Acetate, wie Ethylenglykolmonomethylether, Propylenglykolmonoethylehter,
Diethylenglykolmonomethylether und 3-Methoxy-3-methylbutylacetat;
ebenso wie gemischte Lösungsmittel,
die zwei oder mehr von diesen umfassen, ein.
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Eine
Herstellung der leitfähigen
Photohärtungspaste
gemäß schließt ein,
ist jedoch nicht begrenzt auf ein Verfahren, wobei die zuvor genannte
Mischung einheitlich mit einem Homogenisierer oder einer anderen Rührerart
gerührt
wird und dann einheitlich mit einer Knetmaschine, wie einer Tripelrolle
oder einem Kneter, dispergiert wird.
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Die
Viskosität
der leitfähigen
Photohärtungspaste
ist bevorzugt von 1.000 bis 1.000.000 mPa·s (cpoise), um eine geeignete
Verarbeitbarkeit zum Drucken und eine ausreichende Dicke nach dem
Bedrucken bereitzustellen. Sie ist bevorzugt von 10.000 bis 500.000
mPa·s.
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Wenn
die leitfähige
Photohärtungspaste
verwendet wird, um ein Muster durch Siebdrucken, Tiefdrucken oder
ein öffentlich
bekanntes Verfahren unter Verwendung eines Beschichters zu bilden,
ist das verwendete Substrat (im folgenden als das Substrat (E) bezeichnet)
ein öffentlich
bekanntes, wie Keramik oder Glas; ein Webstoff oder Vliesstoff anorganischer
Fasern oder organischer Fasern; Papier; ein Kompositmaterial, umfassend
diese mit einem wärmehärtbaren
Harz oder einem thermoplastischen Harz; Kunststoffe einschließend Polyolefine,
wie Polyethylen und Polypropylen; Polyester, wie Polyethylenterephthalat,
Polybutylenterephthalat, Polyethylennaphthalat und Polyallylat;
und Polyimide, Polyamide, Polyetheramide, Polyimidimide, Polyacetale,
Polyethersulfon, Polyetheretherketon, Polysulfon, Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer,
Polyvinylchlorid, Silikonkautschuk, Naturkautschuk, Synthesekautschuk
etc. Zur verbesserten Verarbeitbarkeit zum Drucken und einer Befestigungsmöglichkeit
auf der Oberfläche
dieser Substrate kann sie einer chemischen Behandlung unterzogen
werden, wie einer Behandlung mit einem Kopplungsagens oder einer
Primerbehandlung, oder einer physikalischen Behandlung, wie einer
Coronaentladungsbehandlung, Plasmabehandlung, Ultraviolettbehandlung
oder Polierbehandlung.
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Um
einen Bogen zu erhalten, wenn die leitfähige Photohärtungspaste verwendet wird,
um ein Muster als eine leitfähige
Schicht auf dem Substrat zu bilden, wird sie gewöhnlich durch ein Siebdruckverfahren
aufgetragen. Die Druckdicke kann optional gesteuert werden, wie
es gewünscht
wird, durch Verändern
des Siebmaterials (Polyester, Polyamid oder rostfreier Stahl), der
Siebgröße und des
Zugs und der Viskosität
der Paste. Eine bevorzugte Druckdicke ist 5–100 μm, und eine noch bevorzugtere
Druckdicke ist 10–80 μm.
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Die
Lichtquelle zum Härten
der leitfähigen
Photohärtungspaste
kann eine öffentlich
bekannte sein, wie eine Hochdruckquecksilberlampe, eine Superhochdruckquecksilberlampe,
eine elektrodenfreie Entladungslampe, eine Excimerlampe, eine Metallhalogenidlampe,
Xenonlampe, ein Laser, ein Halbleiterlaser oder dergleichen. Hochdruckquecksilberlampen
und Metallhalogenidlampen sind besonders bevorzugt aufgrund ihrer verhältnismäßig hohen
Energieintensitätsverteilung
in einem Wellenlängenbereich
von 300–500
nm.
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Die
Intensität
der Lichtquellenlampe ist bevorzugt wenigstens 40 W/cm und bevorzugter
wenigstens 80 W/cm. Die kumulative Dosis, die zum Photohärten erforderlich
ist, ist bevorzugt 100–50.000
mJ/cm2 und noch bevorzugter 500–10.000
mJ/cm2 in einem Wellenlängenbereich von 300–500 nm.
Zum Entfernen der flüchtigen
Komponenten während
der Bestrahlung ist es bevorzugt, Luftfreisetzungs- und Entfernungseinrichtungen
nebeneinander zu stellen.
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Für weiter
verbesserte Eigenschaften nach dem Härten kann das Substrat ebenfalls
einer Wärmebehandlung
durch Ofenerwärmen,
Heißluftblasen,
Infrarotstrahlen oder Mikrowel lenbestrahlung vor der Lichtbestrahlung,
nach der Lichtbestrahlung oder gleichzeitig mit der Lichtbestrahlung
unterzogen werden, solange sie nicht irgendeine bemerkbare Schädigung,
wie eine Verfärbung,
Wärmeschrumpfung,
Erweichung, Sprödigkeit
oder Carbonisierung verursacht. Um eine Schädigung des Substrats zu verhindern,
ist die Erwärmungstemperatur
bevorzugt nicht höher
als 150°C,
und die Erwärmungszeit
liegt bevorzugt innerhalb von 15 Minuten.
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Beispiele
werden nun bereitgestellt, um eine Herstellung der leitfähigen Photohärtungspasten
und deren Musterdrucken und Photohärten zu erklären.
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Herstellung
von leitfähigen
Photohärtungspasten
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Beispiele 1–18 (Herstellung
von Photohärtungsharzzusammensetzungen)
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Die
in Tabelle 1 und Tabelle 2 aufgeführten Zusammensetzungen wurden
gemischt und für
wenigstens 30 Minuten bei Raumtemperatur gerührt, während sie gegenüber Licht
abgeschirmt waren, um einheitliche Mischungen als Photohärtungsharzzusammensetzungen
zu erhalten, die in leitfähigen
Photohärtungspasten
für die
Erfindung eingeschlossen werden sollen.
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[Photoreaktive Harze]
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- M-240: Aronix M-240 (Polyethylenglykoldiacrylat), Produkt
von Toa Gosei, KK.
- M-360: Aronix M360 (Trimethylolpropanethylenoxid-modifiziertes
Triacrylat), Produkt von Toa Gosei, KK
- M-110: Aronix M-110 (p-Cumylphenolethylenoxid-modifiziertes
Acrylat), Produkt von Toa Gosei, KK.
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[Photoinitiatoren (Photohärtungsinitiatoren)]
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- BMS: Kayacure BMS ([4-Methylphenylthio)phenyl]phenylmethanon),
Produkt von Nihon Kayaku, KK.
- 2-EAQ: Kayacure 2-EAQ (Ethylantrachinon), Produkt von Nihon
Kayaku, KK,
- Triazine A: TRIAZIN B (2,4-Trichlormethyl-(4'-methoxynaphthyl)-6-triazin), Produkt
von PANCHIM SA,
- Triazine PMS: TRIAZINE PMS (2,4-Trichlormethyl-(4'-methoxystyryl)-6-triazin),
Produkt von PANCHIM SA,
- KTO46: ESACURE KTO46 (Mischung von 2,4,6-Trimethylbenzoyldiphenylphosphinoxid,
Oligo[2-Hydroxy-2-methyl-1-[4-(1-methylvinyl)phenyl]propan] und
Methylbenzophenonderivat), Produkt von Lamberti Co.,
- Lucirin TPO: Lucirin TPO (2,4,6-Trimethylbenzoyldiphenylphosphinoxid),
Produkt von BASF Co.,
- I-819: Irgacure 819 (Bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phenylphosphinoxid),
Produkt von Ciba Specialty Chemical Co.
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[Photosensibilisierungsagens)
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- DMBI: Kayacure DMBI (Isoamyl-p-dimethylaminobenzoat), Produkt
von Nihon Kayaku, KK.
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[Photoreaktive Harze]
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- KS-800: Adekaoptomer KS-800 (Mischung von Epoxyharz und
aromatischer Sulfoniumsalzverbindung), Produkt von Asahi Denka Kogyo,
KK,
- KS-871: Adekaoptomer KS-871 (Mischung von Epoxyharz und aromatischer Sulfoniumsalzverbindung),
Produkt von Asahi Denka Kogyo, KK,
- UVR-6105: CYRACURE UVR-6105 (3,4-Epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexylcarboxylate),
Produkt von Union Carbide Co.
- Limonendioxid: Limonendioxid (1-Methyl-4-(2-methyloxiranyl)-7-oxabicyclo[4,1,0]heptan),
Produkt von Elf Atochem Co.,
- W-100: Rikaresin W-100 (1,6-Hexandioldiglycidylether), Produkt
von Shinnihon Rika, KK,
- XDO: XDO (1,4-Bis-[3-ethyl-3-oxethanylmethoxy)methyl]benzol),
Produkt von Toa Gosei, KK.
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[Photoinitiatoren (Photohärtungsinitiatoren)]
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- SP-170: Adekaoptomer SP-170 (aromatische Sulfoniumsalzverbindung),
Produkt von Asahi Denka Kogyo, KK.,
- CP-66: Adekaoptone CP 66 (aromatische Sulfoniumsalzverbindung),
Produkt von Asahi Denka Kogyo, KK.,
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Beispiele 19–50
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Zusammensetzungen
A, B, C und D als leitfähiges
Pulver wurden erhalten durch Mischen von Silvest E-20 und Silvest
TCG-7 Silberpulvern, beide von Tokuriki Honten, KK., mit 80/20 (Gew./Gew.),
90/10 (Gew./Gew.), 85/15 (Gew./Gew.) und 75/25 (Gew./Gew.).
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Zusammensetzung
E wurde erhalten durch Mischen von Silvest E-20 mit Silvest TCG-1
Silberpulver von Tokuriki Honten, KK, mit 75/25 (Gew./Gew.)
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Die
Harzzusammensetzungen, die in Beispielen 1 bis 18 erhalten wurden,
wurden mit leitfähigen
Pulvern und unterschiedlichen Lösungsmitteln
in den in Tabellen 3 und 4 gezeigten Anteilen (Gewichtsteile) unter Verwendung
eines Rührers
gemischt und dann einem Hochscherkneten mit einem Kneter unterzogen,
um leitfähige
Photohärtungspasten
zu erhalten.
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Diese
leitfähigen
Photohärtungspasten
wurden verwendet, um Bögen
durch Siebdrucken auf Substraten in einem 1 mm breiten × 1 m langen
Muster mit einer Siebplatte mit einem 180 mesh, das in der Lage war,
in einer Dicke von 15 μm
zu drucken, herzustellen. Die Druckdicke der gedruckten Schicht
war etwa 15 μm.
-
Das
als das Substrat verwendete Papier war NPI-55 von Nippon Seishi,
KK. Der verwendete Polyethylenterephthalatfilm war Lumira S. von
Toray, KK.
-
Die
Härtungsreaktion
wurde durch Bestrahlen für
6 Sekunden in einer fördereinrichtungsartigen
Bestrahlungsvorrichtung durchgeführt,
unter Verwendung einer Hochdruckquecksilberlampe mit einer Leistung von
4 kw bei 80 w/cm für
Beispiele 19–31,
und einer Metallhalogenidlampe mit einer Leistung von 4 kw bei 80 w/cm
für Beispiele
32–50
als Lichtquelle. Unter diesen Bedingungen entspricht die kumulative
Lichtmenge in einem Wellenlängenbereich
von 300–500
nm etwa 2.500 mJ/cm2 für die Hochdruckquecksilberlampe
und etwa 5.000 mJ/cm2 für die Metallhalogenidlampe.
-
Für die Beispiele,
die Lösungsmittel
einsetzten, wurde das musterbedruckte Substrat mit Licht bestrahlt,
nachdem es für
5 Minuten in einem Abzugsofen bei 100°C stehen konnte.
-
Keine
bemerkbare Schädigung,
wie Verfärbung,
Wärmeschrumpfung,
Erweichung, Sprödigkeit
oder Carbonisierung, wurde in irgendeinem der verwendeten Substrate
gefunden.
-
Der
Oberflächenwiderstand
wurde bestimmt durch Beaufschlagen einer DC-Spannung und Messen des
Widerstands zwischen den zwei Enden des Musters nach dem Härten (der
Oberflächenwiderstand
wurde im folgenden auf die gleiche Art und Weise wie oben gemessen).
Die Ergebnisse sind in Tabellen 3 und 4 gezeigt. [Tabelle
3]
- Bemerkungen: Die verwendete Lichtquelle
war eine 80 W/cm Hochdruckquecksilberlampe (mit Ozon).
[Tabelle
4 (1/1)] - Bemerkungen:
Die verwendete Lichtquelle war eine 80 W/cm Metallhalogenidlampe
mit Ozon).
-
Das
zweite veranschaulichende Beispiel, das nicht gemäß der Erfindung
ist, umfaßt
wenigstens eine Art einer Verarbeitbarkeit eines Druck-/Biegefähigkeitsverbesserers
(F2) als eine wesentliche Komponente. Die leitfähige Paste ist bevorzugt eine
leitfähige
Photohärtungspaste
umfassend ein leitfähiges
Pulver (A2), eine Photohärtungsharzzusammensetzung
(B2) und eine Verarbeitbarkeit eines Druck-/Biegefähigkeitsverbesserers
(E2) als wesentliche Komponenten.
-
Für diese
leitfähige
Photohärtungspaste
können
das verwendete leitfähige
Pulver (A2) und die photoleitfähige
Harzzusammensetzung (B2) die gleichen sein, wie sie für das leitfähige Pulver
(A1) und die Photohärtungsharzzusammensetzung
(B1), die oben beschrieben wurden, genannt worden sind.
-
Die
Verarbeitbarkeit eines Druck-/Biegefähigkeitsverbesserers (F2) kann
eine anorganische Substanz mit einer großen spezifischen Oberfläche, einer
kleinen Schüttdichte
und einer mittleren Teilchengröße, oder eine
Polymerverbindung mit einem niedrigen Glasübergangspunkt sein. Im speziellen
können
erwähnt
werden:
- (i) Silika mit einer spezifischen Oberfläche von
wenigstens 100 m2/g, einer Schüttdichte
von nicht mehr als 50 g/l und einer mittleren Primärteilchengröße von nicht
mehr als 30 nm (z. B. AEROSIL 200CF, 300CF, Produkte von Nihon Aerosil,
KK.),
- (ii) gesättigte
Polyesterharze mit einer Erweichungstemperatur von 100°C oder niedriger
und einem Zahlenmittelmolekulargewicht von 1.000–50.000 (z. B. Vylon 500, 130,
Produkt von Toyo Boseki, KK.),
- (iii) Polyvinyletherharze mit einem Glasübergangspunkt (Tg) von –30°C oder darunter
(beispielsweise Lutonal M40, A25, Produkte von BASF Co.),
- (iv) Phenoxyharze (bezeichnet als Oligomere oder Polymere, die
aus Bisphenolverbindungen und Epichlorhydrin erhalten werden) mit
einer Erweichungstemperatur von 100°C oder höher (beispielsweise Epikote 1010,
4010F, Produkte von Yuka Shell Epoxy, KK.).
-
Diese
tragen zu einer verbesserten Verarbeitbarkeit einer Druck- und Biegefähigkeit
bei durch Pseudovernetzung aufgrund einer kohäsiven Kraft oder einer Pennatstruktur
im Falle von (i), durch Erhöhen
der Gesamtviskosität
der Tinte und Absenken des Tg des Films im Falle von (ii) und (iii)
und durch substantielle Polymerisation aufgrund einer terminalen
Vernetzung im Falle von (iv). Diese können alleine oder in Kombination von
unterschiedlichen Arten verwendet werden.
-
Das
Gewichtsverhältnis
des leitfähigen
Pulvers (A2) zum Gesamtgewicht der Photohärtungsharzzusammensetzung (B2)
und der Verarbeitbarkeit eines Druck-/Biegefähigkeitsverbesserers (F2) ist
bevorzugt 50/50–95/5,
und bevorzugter 55/45–90/10.
Mit diesem Bereich ist das Gewichtsverhältnis der Photohärtungsharzzusammensetzung
(B2) und der Verarbeitbarkeit eines Druck-/Biegefähigkeitsverbesserers
(F2) bevorzugt 1/1–99/1
und noch bevorzugter 3/1–80/1.
-
Solange
ebenfalls die Härtbarkeit
der leitfähigen
Paste nicht beeinträchtigt
wird, können
zu der leitfähigen
Paste irgendwelche öffentlich
bekannten Komponenten, wie Silika, Aluminiumoxid, Glimmer, Kohlenstoffpulver,
Pigmente, Farbstoffe, Polymerisationsstopper, Verdickungsmittel,
thixotrope Agentien, Suspensionsmittel, Antioxidationsmittel, Dispersionsmittel,
Harze, organische Lösungsmittel
und dergleichen zugegeben werden.
-
Das
Harz, das zu der leitfähigen
Paste zugegeben werden kann, kann irgendein bekanntes sein. Als Beispiele
können
solche genannt werden, auf die für
das Harz (C) verwiesen wird.
-
Das
Lösungsmittel,
das zur leitfähigen
Paste zugegeben werden kann, kann ebenfalls irgendein bekanntes
sein. Um jedoch einen Rückstand
im System nach der Härtungsreaktion
zu vermeiden, weist es bevorzugt einen Siedepunkt von nicht höher als
250°C auf.
Als Beispiele können
solche erwähnt
werden, auf die für
das Harz (D) verwiesen wird.
-
Die
Gesamtmenge dieser Additive ist bevorzugt nicht größer als
35% in Bezug auf das Gesamtgewicht des leitfähigen Pulvers (A2), der Photohärtungsharzzusammensetzung
(B2) und der Verarbeitbarkeit eines Druck-Biegefähigkeitsverbesserers (F2).
-
Das
Verfahren zum Herstellen der leitfähigen Paste ist das gleiche
wie oben beschrieben. Die Viskosität der leitfähigen Paste ist bevorzugt von
1.000 bis 1.000.000 mPa·s
(cpoise), um eine geeignete Verarbeitbarkeit zum Drucken und eine
ausreichende Dicke nach dem Drucken bereitzustellen. Sie beträgt bevorzugter
10.000 bis 500.000 mPa·s.
-
Wenn
die leitfähige
Paste verwendet wird, um ein Muster durch Siebdrucken, Tiefdrucken
oder ein öffentlich
bekanntes Verfahren unter Verwendung eines Beschichters zu bilden,
kann das verwendete Substrat irgendeines der Beispiele sein, die
für das
Substrat (E) oben erwähnt
worden sind.
-
Das
Verfahren zum Bilden eines Musters auf dem Substrat unter Verwendung
der leitfähigen
Paste kann in Übereinstimmung
mit den oben beschriebenen Beispielen sein. Die verwendete Lichtquelle
zum Härten
der leitfähigen
Photohärtungspaste
kann ebenfalls eine der oben genannten sein.
-
Beispiele
werden nun bereitgestellt, um die Herstellung der leitfähigen Paste
und ihres Musterdrucks und der Photohärtung zu erklären.
-
Beispiele 51–63
-
Photohärtungsharzzusammensetzungen
und eine Verarbeitbarkeit eines Druck-/Biegefähigkeitsverbesserers wurden
zunächst
in den Verhältnissen
(Gewichtsteile), die in Tabelle 5 aufgeführt sind, vermischt und wenigstens
30 Minuten bei Raumtemperatur gerührt, während sie gegenüber Licht
abgeschirmt waren, um einheitliche Mischungen zu erhalten. Falls
notwendig, wurde eine Auflösung
durch Erwärmen
erreicht. Nach Zurückführen jeder
Mischung auf Raumtemperatur, wurde der Photohärtungsinitiator zugegeben,
die Mischung zur Einheitlichkeit gerührt, Silberpulver mit dieser
in einem Rührer
vermischt und ein Hochscherkneten mit einem Kneter durchgeführt, um
leitfähige
Photohärtungspasten
gemäß der Erfindung
zu erhalten.
-
Diese
leitfähigen
Photohärtungspasten
wurden zum Siebdrucken auf Substraten in einem 1 mm breiten × 1 m langen
Muster mit einer Siebplatte mit einem 180 mesh und fähig zum
Drucken in eine Dicke von 15 μm
verwendet. Die Dicke der gedruckten Schicht war etwa 15 μm.
-
Das
als Substrat verwendete Papier war NPI-55 von Nipon Seishi, KK.
Der verwendete Polyethylenterephthalatfilm war Lumira S. von Toray,
KK.
-
Die
Härtungsreaktion
wurde durch fünfmalige
Bestrahlung mit einer fördereinrichtungsartigen
Bestrahlungsvorrichtung mit 7 m/min unter Verwendung einer 160 W/cm
Metallhalogenidlampe unter Bedingungen von 1.100 mW/cm2 (gemessen
durch UVR-T35, Produkt von Topcon, KK.) durchgeführt.
-
Keine
bemerkbare Schädigung,
wie eine Verfärbung,
Wärmeschrumpfung,
Erweichung, Sprödigkeit oder
Carbonisierung, wurde in irgendeinem der verwendeten Substrate gefunden.
-
Der
Oberflächenwiderstand
wurde durch Messen des Widerstands zwischen zwei Enden des Musters nach
dem Härten
gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
-
Die
Verarbeitbarkeit zum Drucken wurde im allgemeinen eingestuft auf
der Basis einer Tintenstreuung, Plattenaussetzern, Feinlinienneigung,
Reproduzierbarkeit, etc., und wurde als Θ = sehr gut, 0 = gut, Δ = problematisch
oder X = nicht beschichtbar bezeichnet.
-
Der
Biegefähigkeitstest
wurde durchgeführt
unter Verwendung eines zylindrischen Gewichts von 2 kg mit einer
Querschnittsfläche
von etwa 20 cm2 zum Messen bei 25°C, durch
eine Vorgehensweise, welche einschließt: Nach-Innen-Falten, während für 30 Sek.
eine Last angeheftet und beaufschlagt wird – Entfernen der Last und Stehen
für 30
Sek. – Nach-Außen-Falten und Beaufschlagen
einer Last für
30 Sek. – Entfernen
der Last und Stehen für
eine Minute – Messen
des Widerstandswerts. Die Ergebnisse wurden durch Einstufung einer
Widerstandswertveränderung
von +5% oder weniger als O, über
+5% bis +10% oder weniger als O, über +10% bis +20% oder weniger
als Δ und über +20%
oder Bruch als X eingestuft.
-
-
[Silberpulver]
-
- E-20: Silvest E-20, Produkt von Tokuriki Honten, KK.
- TCG-7: Silvest TCG-7, Produkt von Tokuriki Honten, KK.
-
[Photoreaktive Harze]
-
- KS-800: Adekaoptomer KS-800 (Mischung von Epoxyharz und
aromatischer Sulfoniumsalzverbindung), Produkt von Asahi Denka Kogyo,
KK.,
- UVR-6105: CYRACURE UVR-6105 (3,4-Epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexylcarboxylat),
Produkt von Union Carbide Co.
- Limonendioxid: Limonendioxid (1-Methyl-4-(2-methyloxiranyl)-7-oxabicyclo[4,1,0]heptan),
Produkt von Elf Atochem Co.,
- BEO-60E: Rikaresin BEO-60E (Ethylenoxid-modifiziertes Bisphenol-A-epoxy),
Produkt von Shinnihon Rika, KK.,
- XDO: XDO (1,4-Bis[3-Ethyl-3-oxethanylmethoxy)methyl]benzol),
Produkt von Toa Gosei, KK.
-
[Photohärtungsinitiatoren]
-
- SP-170: Adekaoptomer SP-170 (aromatische Sulfoniumsalzverbindung),
Produkt von Asahi Denka Kogyo, KK.,
- CP-66: Adekaoptone CP-66 (aromatische Sulfoniumsalzverbindung),
Produkt von Asahi Denka Kogyo, KK.
-
[Verarbeitbarkeit von
Druck-/Biegefähigkeitsverbesserern]
-
- Aerosil 200CF: Silika Aerosil 200CF, Produkt von Nihon Aerosil,
KK.,
- Vylon 500 (spezifische Oberfläche: 200 m2/g,
Schüttdichte:
30 g/l, mittlere Primärteilchengröße: 12 nm):
Polyester
- Vylon 500 (Erweichungstemperatur: –20 bis 10°C, Zahlenmittelmolekulargewicht:
5.000–25.000),
Produkt von Toyo Boseki, KK.,
- Lutonal M40: Polyvinylmethylether Lutonal M40 (Glasübergangspunkt: –49°C), Produkt
von BASF Co.,
- Epikote 4010P: Epoxy Epikote 4010P (Erweichungstemperatur: 135°C), Produkt
von Yuka Shell Epoxy, KK.
-
Vergleichsbeispiele 1–6
-
Leitfähige Photohärtungspasten
wurden auf die gleiche Weise wie in Beispielen 51–63 mit
den Zusammensetzungen (Gewichtsteile), die in Tabelle 6 aufgeführt sind,
hergestellt, und diese wurden nach dem Drucken und Härten eingestuft.
-
-
Ein
Vergleich von Tabelle 5 und Tabelle 6 zeigt, dass die Pasten der
Beispiele 51 bis 63 zufriedenstellender waren als solche der Vergleichsbeispiele
1 bis 6.
-
[Effekt]
-
Die
leitfähigen
Photohärtungspasten
haben den Vorzug einer schnellen Härtung durch Lichtbestrahlung,
gekoppelt mit einer enorm verbesserten Verarbeitbarkeit eines Druck-
und Biegewiderstands der leitfähigen
Photohärtungspasten.
Sie können
ebenfalls in einer Stromkreisbildung mit einer engen Neigung von
0,20 μm
oder weniger und auf Kunststoff- und
Papiersubstrate mit einer Dicke von 50 μm oder weniger aufgetragen werden,
wodurch eine solche Stromkreisbildung und eine Stromkreisbildung
auf Kunststoff- und Papiersubstraten erleichtert wird.
-
Das
dritte veranschaulichende Beispiel, das nicht gemäß der Erfindung
ist, ist eine leitfähige
Photohärtungspaste,
die als wesentliche Komponenten eine Kombination aus Silberpulver,
einem photoreaktiven Harz (B3-2) und einem Photohärtungsinitiator
(B3-1) oder einem Photosensibilisierungsagens (B3-3) mit einem Lichtabsorptionsmaximum
in einen Wellenlängenbereich
von 300–450
nm innerhalb des Wellenlängenbereichs
von 270 bis 700 nm umfaßt.
-
In
diesem Fall kann das Silberpulver eine Mischung aus zwei oder mehreren
unterschiedlichen Pulvern unterschiedlicher Arten sein, einschließend mittlere
Teilchengröße, spezifische
Oberfläche
und Klopfdichte, um die Druckeigenschaft zufriedenstellend zu steuern.
Um die Kompatibilität
mit der organischen Zusammensetzung in der Paste des Pulvers zu
verbessern, und um das Dispersionsvermögen des Pulvers in der Paste
zu verbessern, kann das leitfähige
Pulver einer Oberflächenbehandlung
entweder während
der Herstellungsschritte oder nach der Herstellung des Pulvers unterzogen
werden. Das zur Oberflächenbehandlung
verwendete Agens kann ein öffentlich
bekanntes sein.
-
Das
photoreaktive Harz (B3-2) ist ein reaktives Harz, das eine funktionelle
Gruppe aufweist, die mit der erzeugten aktiven freien Radikalspezies
oder der aktiven kationischen Spezies reagiert, und es können die gleichen
Verbindungen erwähnt
werden, die als Beispiele für
das photoreaktive Harz (B1-2) genannt wurden. Eine größere Durchschnittszahl
an reaktiven Gruppen pro Molekül
ist besser für
ein schnelles Härten,
jedoch resultiert ein übermäßiger Grad
an polyfunktionellen Eigenschaften in einer beträchtlichen Härtungsschrumpfung, die Falten
in dem beschichteten Film erzeugt, und daher ist eine Obergrenze
eines Durchschnitts von 4 pro Molekül bevorzugt. In jedem Falle
können
zwei oder mehrere unterschiedliche Arten der photoreaktiven Harze
in Zusammenmischung verwendet werden.
-
Die
Gesamtviskosität
des photoreaktiven Harzes (B2-2) ist bevorzugt 1–5.000 mPa·s (cpoise) bei 25°C, um ein
Kneten mit dem Silberpulver und die Druckeigenschaften der Paste
zu garantieren, jedoch sind 10–2.000
mPa·s
(cpoise) bevorzugter.
-
Ein
Photohärtungsinitiator
(B3-1) oder ein Photosensibilisierungsagens (B3-3) wird gemäß dieser
Ausführungsform
verwendet, welches ein Lichtabsorptionsmaximum in einem Wellenlängenbereich
von 300–450 nm
aufweist, innerhalb des Wellenlängenbereichs
von 270 bis 700 nm. Das Reflexionsvermögen von Silber ist auf S. 511
der Physics-Tabelle (Ausgabe 1986, Maruzen, KK.) aufgeführt, wo
Silber mit einem Reflexionsvermögen
von 20% oder weniger bei 300–320
nm (siehe 1) gezeigt ist. Silber absorbiert
Licht in diesem Wellenlängenbereich,
bewirkt einen Energietransfer, der andere angrenzende Substanzen
anregen kann. Da die beigetragene Energie kleiner ist als die Energie,
die das Silber selbst anregt, kann die Anregungsenergie durch Substanzen
mit Lichtabsorption nicht nur bei 300–320 nm, sondern sogar in Richtung
auf das langwellige Ende aufgenommen werden. Bei Verwendung eines
Initiators oder eines Sensibilisierers, der diese Bedingung erfüllt, kann
daher eine Photohärtung
erreicht werden, die als nachteilig betrachtet worden war aufgrund
der Reflexion und Abschirmung durch Metalle. Über diese Absorptionswellenlänge hinaus
ist jedoch die Energieübertragungsrate
unerwünscht
geringer, und sogar in Richtung auf das längere Wellenlängenende
ist sie bevorzugt nicht höher
als 450 nm.
-
Der
verwendete Photohärtungsinitiator
(B3-1) oder das verwendete Photosensibilisierungsagens (B3-3) kann
ein öffentlich
bekanntes sein. Als Beispiele können
die Photohärtungsinitiatoren
[4-(Methylphenylthio)phenyl]phenylmethanon (beispielsweise Kayacure
BMS, Handelsname von Nihon Kayaku, KK., Absorptionsmaximum: 315
nm), Ethylanthrachinon (beispielsweise Kayacure 2-EAQ, Handelsname
von Nihon Kayaku, KK., Absorptionsmaximum: 325 nm), 2,4-Diethylthioxanthon
(beispielsweise Kayacure DETX-S, Handelsname von Nihon Kayaku, KK.,
Absorptionsmaximum: 385 nm) 2-Chlorthioxanthon (beispielsweise Kayacure
CTX, Handelsname von Nihon Kayacu, KK., Absorptionsmaximum: 385
nm), 2-Benzyl-2-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)-1-butanon)
(beispielsweise Irgacure 369, Handelsname von Ciba Specialty Chemical
Co., Absorptionsmaximum: 320 nm), 2,4-Trichlormethyl-(4'-methoxynaphthyl)-6-triazin
(beispielsweise TRIAZINE B, Handelsname von PANCHIM SA; Absorptionsmaximum:
380 nm), 2,4-Trichlormethyl-(4'-methoxystyryl)-6-triazin
(beispielsweise TRIAZINE PMS, Handelsname von PANCHIM SA, Absorptionsmaximum: 375
nm), etc. und als Photosensibilierungs agentien Isoamyl-p-dimethylaminobenzoat
(beispielsweise Kayacure DMBI, Handelsname von Nihon Kayaku, KK.,
Absorptionsmaximum: 315 nm), Perylen (Absorptionsmaximum: 430 nm),
etc. genannt werden. Irgendeines von diesen kann ebenfalls in Mischung
aus zwei oder mehreren verwendet werden. Die Absorptionsmaximalwellenlänge kann
leicht durch Lichtabsorptionsspektroskopie im ultravioletten/sichtbaren
Licht bestätigt
werden.
-
Um
die Reaktivität
zu steuern, kann ebenfalls eine Reaktionshilfe, wie eine Hydroxyverbindung
oder eine Aminoverbindung, zugegeben werden. In diesem Falle wird
sie bevorzug in einer Menge von 0,01–200% in Bezug auf das Gewicht
des Photohärtungsinitiators
(B3-1) oder des Photosensibilisierungsagens (B3-3) zugegeben.
-
Das
Gewichtsverhältnis
des Silberpulvers und des photoreaktiven Harzes (B3-2) ist nicht
besonders eingeschränkt,
liegt jedoch bevorzugt bei 10/90–95/5, und noch bevorzugter
bei 30/70–90/10.
-
Ebenfalls
können öffentlich
bekannte Verbindungen, wie Silika, Aluminiumoxid, Glimmer, Kohlenstoffpulver,
Pigmente, Farbstoffe, Polymerisationsstopper, Verdickungsmittel,
thixotropische Agentien, Suspensionsmittel, Antioxidationsmittel,
Dispersionsmittel, Harze, organische Lösungsmittel und dergleichen
zugegeben werden. Diese werden bevorzugt in einer Gesamtmenge von
nicht mehr als 50% in Bezug auf das Gesamtgewicht des Silberpulvers
und des photoreaktiven Harzes (B3-2) zugegeben.
-
Das
Harz, das zu der leitfähigen
Paste zugegeben werden kann, kann irgendein öffentlich bekanntes sein. Als
Beispiele können
solche erwähnt
werden, auf die für
das Harz (C) verwiesen wird.
-
Das
Lösungsmittel,
das zu der leitfähigen
Paste zugegeben werden kann, kann ebenfalls ein öffentlich bekanntes sein. Um
jedoch einen Rückstand
in dem System nach der Härtungsreaktion
zu vermeiden, weist es bevorzugt einen Seidepunkt von nicht höher als
250°C auf.
Als Beispiele werden solche erwähnt,
die für das
Harz (D) genannt werden.
-
Die
Viskosität
der leitfähigen
Photohärtungspaste
ist bevorzugt von 10 bis 1.000.000 mPa·s, um eine geeignete Verarbeitbarkeit
zum Drucken und eine ausreichende Dicke nach dem Drucken bereitzustellen.
Sie beträgt
noch bevorzugter 1.000 bis 3.000.000 mPa·s.
-
Wenn
die leitfähige
Photohärtungspaste
verwendet wird, um ein Muster durch Siebdrucken, Tiefdrucken oder
ein öffentlich
bekanntes Verfahren unter Verwendung eines Beschichters zu bilden,
kann das verwendete Substrat irgendeines der Beispiele sein, die
für das
Substrat (E) oben erwähnt
worden sind.
-
Die
verwendet Lichtquelle zum Härten
der leitfähigen
Photohärtungspaste
kann die gleiche sein wie diejenige, auf die oben verwiesen wurde.
-
Beispiele
werden nun bereitgestellt, um eine Herstellung von solchen leitfähigen Photohärtungspasten und
ihres Druckens und Photohärtens
zu erklären.
-
Herstellung von leitfähigen Photohärtungspasten
(Silberbeschichtungen)
-
Beispiele 64–75
-
Leitfähige Photohärtungspasten
wurden durch Mischen der Zusammensetzungen (Gewichtsteile), die in
Tabelle 7 gezeigt sind, und Rühren
derselben mit einem Kneter gemischt und dann mit einer Tripelrolle
homogenisiert. Diese leitfähigen
Photohärtungspasten
wurden verwendet, um Bögen
durch Siebdrucken auf Substraten in einem 1 mm breiten × 1 m langen Muster
mit einer Siebplatte mit einem 180 mesh und fähig zum Drucken in einer Dicke
von 15 μm
herzustellen. Die Dicke der gedruckten Schicht war etwa 15 μm.
-
Das
als das Substrat verwendete Papier war NPI-55 von Nippon Seishi,
KK. Der verwendete Polyethylenterephthalatfilm (PET) war Lumira
S. von Toray, KK.
-
Die
Härtungsreaktion
wurde durch Bestrahlung mit einer fördereinrichtungsartigen Bestrahlungsvorrichtung
unter Verwendung einer Hochdruckquecksilberlampe als Lichtquelle
mit einer Leistung von 4 kw bei 80 w/cm und einer Metallhalogenidlampe
mit einer Leistung von 4 kw bei 80 w/cm durchgeführt.
-
Tabelle
7 zeigt die zum Härten
erforderliche Lichtenergie und die Nachhärtungsoberflächenbleistifthärte.
-
-
[Photoreaktive Harze]
-
- M-240: Aronix M-240 (Polyethylenglykoldiacrylat), Produkt
von Toa Gosei, KK.,
- M-360: Aronix M-360 (Trimethylolpropanethylenoxid-modifiziertes
Triacrylat), Produkt von Toa Gosei, KK.
- M-408: Aronix M-408 (Ditrimethylolpropantetraacrylat), Produkt
von Toa Gosei, KK.
- KS-800: Adekaoptomer KS-800 (Mischung aus Epoxyharz und aromatischer
Sulfoniumsalzverbindung), Produkt von Asahi Denka Kogyo, KK.,
- UVR-6105: CYRACURE UVR-6105 (3,4-Epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexylcarboxylat),
Produkt von Union Carbide Co.
- Limonendioxid: Limonendioxid (1-Methyl-4-(2-methyloxiranyl)-7-oxabicyclo[4,1,0]heptan),
Produkt von Elf Atochem Co.,
-
[Photoinitiatoren (Photohärtungsinitiatoren)]
-
- BMS: Kayacure BMS ([4-Methylphenylthio)phenyl]phenylmethanon),
Produkt von Nihon Kayaku, KK.
- 2-EAQ: Kayacure 2-EAQ (Ethylanthrachinon), Produkt von Nihon
Kayaku, KK,
- Triazine A: TRIAZINE B (2,4-Trichlormethyl-(4'-methoxynaphthyl)-6-triazin),
Produkt von PANCHIM SA,
- Triazine PMS: TRIAZINE PMS (2,4-Trichlormethyl-(4'-methoxystyryl)-6-triazin),
Produkt von PANCHIM SA,
- DETX-S: Kayacure DETX-S (2,4-Diethylthioxanthon), Produkt von
Nihon Kayaku, KK.,
- CTX: Kayacure CTX (2-Chlorthioxanthon), Produkt von Nihon Kayaku,
KK.,
- I-369: Iragure 369 (2-Benzyl-2-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)-1-butanon),
Produkt von Ciba Specialty Chemical Co.,
- SP-170: Adekaoptomer SP-170 (aromatische Sulfoniumsalzverbindung),
Produkt von Asahi Denka Kogyo, KK.,
- CP-66: Adekaoptone CP-66 (aromatische Sulfoniumsalzverbindung),
Produkt von Asahi Denka Kogyo, KK.
-
[Photosensibilisierungsagens]
-
- DMBI: Kayacure DMBI (Isoamyl-p-dimethylaminobenzoat), Produkt
von Nihon Kayaku, KK.
-
[Silberpulver]
-
- E-20: Silvest E-20, Produkt von Tokuriki Honten, KK.,
- G-12: G-12, Produkt von Dowa Kogyo, KK.,
- TCG-1: Silvest TCG-1, Produkt von Tokuriki Honten, KK.
-
[Lichtquellen]
-
- Hg: Hochdruckquecksilberlampe mit 4 kw Leistung bei 80 w/cm
- MH: Metallhalogenidlampe mit 4 kw Leistung bei 80 w/cm
-
[Härtungsenergie]
-
Gemessen
unter Verwendung eines UV POWER PUCK von EIT Instrumentation Equipment
Co., U.S., bei der Lichtbestrahlungsenergie, die erforderlich ist,
damit der beschichtete Film klebfrei wird und auf dem Substrat befestigt
wird, in einem Wellenlängenbereich
von 320–390
nm.
-
Vergleichsbeispiele 7–11
-
Dies
waren Vergleichsbeispiele unter Verwendung von Photohärtungsinitiatoren
oder Photosensibilisierungsagentien mit keinem Absorptionsmaximum
im Wellenlängenbereich
von 300–450
nm innerhalb des Wellenlängenbereichs
von 270–700
nm.
-
Die
in Tabelle 8 (Gewichtsteile) aufgeführten Zusammensetzungen wurden
vermischt, um auf die gleiche Art und Weise wie für Beispiele
64–75
Pasten zu erhalten, und wurden verwendet zum Siebdrucken auf der
gleichen Substratart. Die gleiche Vorrichtung der Beispiele 64–75 wurde
für die
Photohärtungsreaktion
verwendet.
-
Tabelle
8 zeigt die Lichtenergie, die zum Härten erforderlich ist, und
die Nachhärtungsoberflächenbleistifthärte. Keine
von diesen war klebfrei, und die Messung der Bleistifthärte war
nicht möglich.
-
Das
Absorptionsmaximum für
den hier verwendeten Benzophenoninitiator war 255 nm.
-
-
[Effekt]
-
Gemäß den oben
erklärten
Beispielen ist es möglich,
Beschichtungen mit Silber als Füllstoffe
durch Lichtbestrahlung alleine zu härten, wohingegen Wärmehärtung für den Stand
der Technik notwendig gewesen ist. Die Behandlungszeiten von mehreren
10 Minuten oder länger
bei 100°C
oder darüber,
die zum Wärmehärten von
Pasten benötigt
werden, können
in die Größenordnung
von einigen wenigen Sekunden bis zu wenigen Minuten durch Lichtbestrahlung
verkürzt
werden.
-
Erste Ausführungsform
-
Die
oben beschriebenen leitfähigen
Pasten sind vom Typ her Photohärtungspasten,
jedoch können andere
Lösungsmittel-getrocknete
Arten (oder Lösungsmittel-verdampfte
Arten) ebenfalls als leitfähige
Pasten anstelle der oben Erwähnten
verwendet werden, um Antennen für
ein Radiofrequenzidentifizierungsmedium zu erhalten. Im besonderen
ist die erste Ausführungsform
einer leitfähigen
Paste gemäß der Erfindung
eine leitfähige
Paste, die 0,2–5
Gew.-% eines Klebstoffharzes mit einem Glasübergangspunkt (Tg) von 0°C oder darunter
in Bezug auf das Feststoffgewicht enthält.
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Diese
leitfähige
Paste kann verwendet werden, um leitfähige Pastenfilme zu erhalten,
die gegenüber einem
Verbiegen resistent sind, während
sie die Vorteile von kurzen Härtungszeiten
und geringem Widerstand, gezeigt von Lösungsmittel-verdampften Arten,
zur Bildung von Antennen auf leicht biegbaren Substraten und Substraten,
die manchmal gefaltet werden, bewahren.
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Die
Lösungsmittel-getrocknete
leitfähige
Paste umfaßt
0,2–5
Gew.-% und bevorzugt 1–2
Gew.-% eines Klebstoffharzes, welches wenigstens eines ausgewählt aus
Polyvinyletherharzen und Polybutadienharzen ist und einen Glasübergangspunkt
(Tg) von 0°C
oder darunter aufweist, zugefügt
zu einer üblichen
leitfähigen Tinte.
Dies bewahrt einen geringen Widerstandswert und liefert verbesserte
Biegewiderstandsleistung.
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Wenn
sie in einer kleinen Menge zugefügt
werden, erniedrigt das Klebstoffharz den Glasübergangspunkt (Tg) des Bindemittels
und inhibiert dessen Reißen.
Die Klebstoffharzkomponente weist ebenfalls einen Effekt zum Erhalten
der Haftung des Silberpulvers auf, sogar wenn es in einer kleinen
Menge zugefügt
wird. Wenn zuviel der Klebstoffharzkomponente zugefügt wird
(10 Gew.-% oder mehr), wird der Widerstandswert selbst erhöht. Es ist
ebenfalls unmöglich,
einen niedrigen Widerstandswert zu erhalten, wenn lediglich das Klebstoffharz
als die Bindemittelkomponente der leitfähigen Tinte verwendet wird.
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Der
Einstufungstest verwendete LS415CM von Asahi Chemical Laboratories,
KK, TS5202 von Tanaka Kikinzoku, KK. und DW351 von Toyo Boseki,
KK. als leitfähige
Tinten, unter Zugabe von Polyvinylether und Polybutadien mit 1–2 Gew.-%
in Bezug auf das Feststoffgewicht, oder ohne deren Zugabe, und ein
Messen der Filmfestigkeit (Biegewiderstandstest) und des Oberflächenwiderstands
nach dem Härten.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 9 gezeigt. In der Tabelle stellt
A100 Polyvinylethylether und M40 Polyvinylmethylether dar, und die
Prozentanteilswerte bezeichnen den Gewichtsprozentanteil der Zugabe
in Bezug auf das Feststoffgewicht.
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Für den Biegewiderstandstest
wurde ein Metallzylinder von etwa 1 kg einmal vor- und zurückgerollt auf
dem nach innen gefalteten leitfähigen
Pastenfilm, wonach der Metallzylinder einmal zurück- und vorgerollt wurde nach
dem Nach-Außen-Falten;
dieser Zyklus wurde als 1 gezählt,
und der Biegewiderstand wurde dadurch bestätigt.
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-
Wie
in Tabelle 9 erkannt wird, wurde durch die Zugabe von Polyvinylether
und Polybutadien mit 1 bis 2 Gew.-% in Bezug auf das Feststoffgewicht
gezeigt, dass eine enorme Verbesserung der Filmfestigkeit bereitgestellt
wird. Wenn Polyvinylether zu einer wärmehärtbaren leitfähigen Tinte
zugefügt
wurde, wurde die Filmfestigkeit erhöht, jedoch wurde der Widerstandswert
stärker
erhöht.
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[Effekt]
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Bei
der zuvor genannten leitfähigen
Paste ermöglicht
eine einfache Zugabe eines Klebstoffharzes mit 0,2–5 Gew.-%
in Bezug auf das Feststoffgewicht eine Verbesserung in der niedrigeren
Filmfestigkeit, die ein Nachteil gewesen ist für Lösungsmittel-getrocknete leitfähige Tinten,
während
der niedrige Widerstand und kurze Härtungszeiten, die für Lösungsmittel-getrocknete
leitfähige
Tinten charakteristisch sind, bewahrt werden.
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«Verfahren zum Bilden einer
Antenne für
ein Radiofrequenzidentifizierungsmedium»
-
Erstes veranschaulichendes
Beispiel
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Die
folgende Erklärung
betrifft ein erstes veranschaulichendes Beispiel zum Bilden einer
Antenne für ein
Radiofrequenzidentifizierungsmedium, bei dem eine leitfähige Paste
verwendet wird, um die Antenne zu bilden.
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Gemäß diesem
Beispiel wird ein Siebdruckverfahren beispielsweise eingesetzt,
um ein antennenförmiges
Muster einer leitfähigen
Wärmehärtungspaste
auf einer vorgeschriebenen Stelle eines Substrats zu drucken, auf
dem ein IC-Chip montiert ist. Nach dem Bedrucken der leitfähigen Wärmehärtungspaste
auf das Substrat in der Antennenform wird die gedruckte Seite Infrarotstrahlen
ausgesetzt, bevorzugt nahen Infrarotstrahlen, um die leitfähige Thermohärtungspaste
zu härten.
Eine Antenne wird dadurch auf dem Substrat durch Härten der
leitfähigen
Wärmehärtungspaste
gebildet.
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Ein
Antennenbildungstest wurde durch Bestrahlung von Infrarotstrahlen
auf eine leitfähige
Wärmehärtungspaste
durchgeführt.
Der Einstufungsstandard, die Art der leitfähigen Paste und die Art der
Infrarotlichtquelle waren wie folgt.
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(Einstufungsstandard)
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Wenn
die leitfähige
Paste unter den Bedingungen gehärtet
wurde, die vom Hersteller empfohlen wurden (150°C, 30 Min.), war der Oberflächenwiderstandswert
etwa 25 mQ/sq. (ein Widerstandswert von 25 mQ für eine Antenne von 1 mm Breite
und 1 m Länge),
und daher wurde das Härten
als vollständig
erachtet, wenn ein Widerstandswert von 25 mQ/sq. durch Infrarotbestrahlung
erhalten wurde.
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(Art der leitfähigen Paste)
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415CM
von Asahi Chemical Laboratories, KK. und FA333 von Fujikura Kasei
wurden verwendet. Ungefähr
die gleichen Ergebnisse wurden für
beide erhalten.
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(Art der Lichtquelle)
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- Nahinfrarotbestrahlungslampe (QIR100V-1.000W/D von Ushio
Denki)
- Ferninfrarotbestrahlungslampe (QIR100V-1.000YD von Ushio Denki)
-
Der
Abstand von der Lichtquelle zur leitfähigen Paste war 20 cm.
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(Testergebnisse)
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Die
Ergebnisse für
die Oberflächenwiderstandswerte
(Einheiten: mQ/sq.) sind unten in Tabelle 10 gezeigt.
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Im
Falle einer Nahinfrarotbestrahlung mit der Nahinfrarotbestrahlungslampe
wurden 25 mΩ/sq.
in 10–15
Sekunden erreicht. Im Falle einer Ferninfrarotbestrahlung mit der
Ferninfrarotbestrahlungslampe wurden 25 mΩ/sq. in 30–40 Sekunden erreicht.
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Diese
Ergebnisse zeigen klar, dass eine Bestrahlung mit einer Nahinfrarotbestrahlungslampe
und mit einer Ferninfrarotbestrahlungslampe eine Zielleistung in
einer kürzeren
Zeit als durch das herkömmliche
Heißluftblasverfahren
erzielt. Dies kann daher als ein adäquater Effekt beurteilt werden,
unter Berücksichtigung, dass
eine Härtungszeit
von wenigstens etwa 20 Min. durch das herkömmliche Verfahren erforderlich
ist, um einen Widerstandswert von 35 mQ/sq. zu erreichen, wenn Heißluft von
150°C verwendet
wird.
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Eine
leitfähige
Paste drückt
ihre Leistung durch Verdampfung des Lösungsmittels und Wärmehärtung des
Harzes, das darin enthalten ist, aus. Mit anderen Worten wird angenommen,
dass der oben beschriebene Effekt effizient die leitfähige Paste
mit einem großen
Wärmevolumen
versieht, und daß dies
bewirkt, daß das Härten in
einer kürzeren
Zeit voranschreitet.
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Übrigens
erreichte die Temperatur der Papieroberfläche auf der gegenüberliegenden
Seite von der Seite, wo die leitfähige Paste aufgetragen wird,
170°C bei
Bestrahlung mit der Nahinfrarotbestrahlungslampe für 10 Sek.
Unter Berücksichtigung
des "Wärmeverlusts
bis zum Transfer auf der gegenüberliegenden
Seite" und der "Temperaturreduktion
aufgrund des Gestells" (da
die gegenüberliegende
Seite in Kontakt mit einem Gestell ist), wird somit für die Temperatur
der leitfähigen
Paste selbst angenommen, eine beträchtlich hohe Temperatur zu
erreichen.
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[Effekt]
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Wie
oben erklärt,
ermöglicht
der Einsatz von Infrarotbestrahlung zum Härten einer leitfähigen Paste ein
Härten
innerhalb einer kürzen
Zeit als durch ein herkömmliches
Heißlufthärtungssystem,
und die verkürzte Härtungszeit
für die
leitfähige
Paste verbessert somit die Produktivität für Radiofrequenzidentifizierungsmedien.
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Zweites veranschaulichendes
Beispiel
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Ein
zweites Beispiel eines Verfahrens zum Bilden einer Antenne für ein Radiofrequenzidentifizierungsmedium
nicht gemäß der Erfindung
wird nun unter Bezugnahme auf 4 beschrieben.
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Im
Antennenbildungsverfahren dieses Beispiels wird ein Papier als das
Substrat 1 zum Montieren des IC-Chips verwendet. Wie in 4 gezeigt
ist, wird ein aufgewickeltes Hauptantennenbauteil 2 der
Antenne zunächst
durch Bedrucken mit der leitfähigen
Paste gebildet. Ein Siebdruckverfahren kann beispielsweise zur Bedruckungsbildung
des Hauptantennenbauteils 2 und zur anschließenden Bedruckungsbildung
eines querenden Drahtabschnitts 5 verwendet werden, der
später
erklärt
wird. Nach dem Härten
des Hauptantennenbauteils 2 wird ein Isolationsmaterial 4 auf
den bezeichneten Querdrahtabschnitten 3 gebildet. Als nächstes wird
der Querdrahtabschnitt 5 auf dem Isolationsmaterial 4 in
Verbindung mit einem Ende des Hauptantennenbauteils 2 unter
Verwendung der leitfähigen
Paste auf die gleiche Art und Weise wie für das Hauptantennenbauteil 2 gedruckt.
Diese wird gehärtet,
um eine Antenne zu erhalten.
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Das
Isolationsmaterial 4 ist eine Mischung eines Ultravioletthärtungsharzes
auf Basis von Epoxy und isolierender anorganischer Feinpartikel
aus Silika, Talg, Alumina oder dergleichen. Die Mischung wird gedruckt und
Ultraviolettstrahlen zum Härten
ausgesetzt. Das Isolationsmaterial 4 ist in einer Beschichtungsdicke
von beispielsweise etwa 15 μm
beschichtet und wird durch Ultraviolettbestrahlung mit 4 kW für eine Bestrahlungszeit
von etwa 1 Sek. gehärtet.
Da das Isolationsmaterial somit mit lediglich einer leichten Exposition
gegenüber ultravioletten
Strahlen gebildet wird, trägt
dies zu einer besseren Effizienz des gesamten Bildungsverfahrens für das Radiofrequenzidentifizierungsmedium
bei.
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Das
Isolationsmaterial ist hochviskos (10.000 mPa oder mehr), sogar
mit dem Ultravioletthärtungsharz auf
Basis von Epoxy alleine, und es kann unmittelbar verwendet werden,
solange das Substrat nicht permeabel (nicht-durchdringbar) ist,
wie PET. Wenn ein Papiermaterial als Substrat verwendet wird, kann
Silika zum Verdicken zugegeben werden, um ein Eindringen in das
Substrat zu verhindern.
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Silika
wurde daher als isolierende anorganische Feinpartikel im Isolationsmaterial
verwendet, und ein Isolationseigenschaftseinstufungstest wurde mit
unterschiedlichen Mengen an zugegebenem Silika durchgeführt. Wie
oben angezeigt wird, waren die Mengen an zugegebener Silika für den Test
von 2 bis 8 Teilen in Bezug auf 100 Teile des Ultravioletthärtungsharzes
auf Epoxybasis.
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Die
verwendeten Materialien waren Adekaoptomer KS830 und Adekaoptomer
KS871 von Asahi Denka Kogyo, KK für das Ultravioletthärtungsharz
auf Epoxybasis und Aerosil 200 (mittlere Teilchengröße: 0,015 μm) von Nihon
Aerosil, KK. für
das Silika.
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Nach
dem Bilden des Hauptantennenbauteils wurde das Isolationsmaterial
auf dem Hauptantennenbauteil in einer Beschichtungsdicke von 10–20 μm beschichtet
und durch Ultraviolettbestrahlung gehärtet (Leistung: 4 kW, Bestrahlungszeit:
etwa 1 Sek.). Ein Querdrahtabschnitt wurde durch Überdrucken
gebildet und gehärtet,
um eine Antenne in Verbindung zu bilden. Zehn (10) solcher Antennen
wurden hergestellt und deren Widerstand gemessen.
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Der
Widerstand wurde auf einem Skalenniveau beurteilt, und in der Tabelle
bezeichnet ein Θ,
dass alle zehn mit einem zufriedenstellenden Isolationszustand beurteilt
wurden, O zeigt an, dass 8–9
als isolierend beurteilt wurden, Δ bezeichnet,
dass 5–7
als isolierend beurteilt wurden, und X bezeichnet, dass 4 oder weniger als
isolierend beurteilt wurden.
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[Effekt]
-
In
diesem Experiment wurde bestätigt,
dass Isolationsmaterialien, die Mischungen aus Utravioletthärtungsharzen
auf Epoxybasis und Silika umfassen, als Isolationsmaterialien für Querdrahtabschnitte
in Nicht-Kontakt-IC-Modulen verwendet werden können. Es wurde ebenfalls gefunden,
wie in den Ergebnissen der Tabelle 11 gezeigt ist, dass wenn die
Isolationsmaterialien auf Papiersubstraten beschichtet werden, die Verwendung
von Silika mit 3 bis 8 Teilen in Bezug auf 100 Teilen des Ultravioletthärtungsharzes
auf Epoxybasis sogar zufriedenstellender ist zur Bildung der isolierenden
Abschnitte. Für
sehr kleines Silika, wie Aerosil 200, wurde gefunden, dass es als
das Silika besonders effektiv ist. Während diese Schlußfolgerung
für die
Materialien oben nicht angezeigt ist, wurde bestätigt, dass großes Silika
von 1 μm
oder größer einen
geringeren Verdickungseffekt und einen minimalen Effekt zum Verbessern
der Fixierungseigenschaft aufweist, da es nicht in die Fasern des
Papiers integriert werden kann.
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Drittes veranschaulichendes
Beispiel
-
Ein
weiteres Beispiel eines Verfahrens zum Bilden eines mehrschichtigen
Stromkreises (Schaltung) für
ein Radiofrequenzidentifizierungsmedium wird nun erklärt.
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Als
mehrschichtiger Stromkreis ist einer mit einer Antennenfunktion
bevorzugt. Demzufolge wird im folgenden das Bildungsverfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung durch Veranschaulichung an einer Antenne als dem mehrschichtigen
Stromkreis erklärt
werden.
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Im
besonderen wird die Antenne durch abwechselndes Drucken einer leitfähigen Schicht
und einer Isolationsschicht auf ein Papier als ein Substrat erhalten.
Das Substrat, auf dem der mehrschichtige Stromkreis gebildet wird,
ist nicht besonders begrenzt und kann irgendeines der oben beschriebenen
sein. Das Substrat ist jedoch bevorzugt Papier, und das verwendete Papier
kann irgendein öffentlich
bekanntes sein. Es kann sogar ein synthetisches Papier sein, hergestellt
aus einem Polymerausgangsmaterial, oder Papier, das mit einem organischen
Material oder anorganischen Material oberflächenbeschichtet ist. Die Antenne
wird durch Siebdrucken von einer der leitfähigen Pasten gemäß der Erfindung,
wie oben beschrieben, auf dem Substrat gebildet. Das Bedruckungsverfahren
ist nicht auf Siebdrucken beschränkt.
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Die
Isolationsschicht wird durch Siebdrucken einer öffentlich bekannten Isolationspaste,
die isolierende Partikel, ein Bindemittel und verschiedene Additive
enthält,
gebildet. Das Bedruckungsverfahren ist nicht darauf begrenzt.
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Die
Isolationsteilchen in der Isolationspaste können Silika, Aluminiumoxid,
Talg, etc. sein. Silikafeinteilchen mit einer mittleren Teilchengröße von nicht
mehr als 1 μm
sind besonders bevorzugt, da sie zum Eindicken der Tinte und zum
Erhalt der Beschichtungsfilmform beitragen. Jedoch sind die Isolationsteilchen
nicht wesentlich, wenn die Isolationseigenschaft ohne sie garantiert
werden kann.
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Die
verwendete Isolationspaste kann irgendein öffentlich bekanntes Material
sein, wie vom Permeationstrocknungstyp, Lösungsmittelverdampfungstyp
oder Wärmehärtungstyp.
Durch Einschluß eines
Photohärtungsharzes
im Bindemittel ist es möglich,
die Effizienz durch weiteres Abkürzen
der Härtungszeit
als eine Photohärtungsisolationspaste
zu verbessern.
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Das
Photohärtungsharz
und der Photohärtungsinitiator,
die in der Isolationspaste eingeschlossen sein können, können die gleichen sein, die
in der leitfähigen
Paste verwendet werden. Besonders bevorzugt unter diesen sind Kombinationen
von Epoxyharzen und kationischen Photohärtungskatalysatoren, die ausgezeichnete
Isolationseigenschaften aufweisen.
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5(A) bis 5(F) veranschaulichen
ein Verfahren zum Laminieren eines Stromkreises. Zunächst wird
Papier 11 als das Substrat (5(A))
hergestellt und ein Stromkreis 12 wird durch Drucken darauf
unter Verwendung einer leitfähigen
Paste (5(B)) gebildet. Nach Trocknen
und Härten
werden die zum Stromkreis zu verbindenden Abschnitte, die auf der
oberen Schichtseite angeordnet sind, beispielsweise die Endabschnitte
des Stromkreises 12, wie veranschaulicht, als die Nichtbedruckungsabschnitte 13 entworfen
und die isolierende Paste wird auf den anderen Bereichen gedruckt,
um eine Isolationsschicht 14 (5(C))
zu bilden. Nach Trocknen und Härten
dieser Isolationsschicht 14 wird ein weiterer Stromkreis 12' durch Drucken
auf der Isolationsschicht 14 in Verbindung mit den zuvor
genannten nicht bedruckten Abschnitten 13 gebildet. Dieser
Stromkreis 12' wird
dann getrocknet und gehärtet
(5(D)). Die Endabschnitte des Stromkreises 12' (die zum Stromkreis
auf der oberen Schichtseite zu verbindenden Abschnitte) werden als
nicht-bedruckte Abschnitte 13' entworfen, und dann wird eine
Isolationsschicht 14' auf
den anderen Bereichen gebildet und getrocknet und gehärtet (5(E)). Zusätzlich
wird ein weiterer Stromkreis 12'' durch
Drucken auf der Isolationsschicht 14' in Verbindung mit den nicht bedruckten
Abschnitten 13' gebildet,
und dieser Stromkreis 12'' wird getrocknet und
gehärtet
(5(F)). Diese Vorgehensweise zum abwechselnden
Bedrucken der Stromkreise 12 und der Isolationsschichten 14 wird
wiederholt, um einen bedruckten Drahtbogen 15 mit einer
an einen mehrschichtigen Stromkreis verbundenen Antenne zu erhalten.
Eine Nachbearbeitung des bedruckten Drahtbogens 15 kann
dann ein Radiofrequenzidentifizierungsmedium ergeben.
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Das
Verfahren zur elektrischen Verbindung durch Mehrschichtbildung von
abwechselnden Stromkreisen, das hier verwendet wird, war gemäß einem
Verfahren, wodurch teilweise nicht bedruckte Abschnitte gebildet
werden, um eine Verbindung zu ermöglichen, während die anderen Abschnitte
insgesamt isoliert werden. Die vorliegende Erfindung ist jedoch
nicht auf das hier veranschaulichte Verfahren beschränkt. Die
Isolationsschicht kann teilweise vorliegen, oder für eine verläßlichere
Verbindung an den nicht bedruckten Abschnitten kann eine leitfähige Schicht
neu über
den nicht bedruckten Abschnitten gedruckt werden. Ebenfalls muß die Reihenfolge
nicht notwendigerweise wie veranschaulicht sein.
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Verschiedene
Vorrichtungen, wie IC-Chips, können
auf dem mehrschichtigen Stromkreis, der durch das Verfahren der
Erfindung gebildet wird, durch Verbindung gemäß öffentlich bekannter Verfahren,
einschließlich
Drahtbindung (WB), anisotropen leitfähigen Filmen (ACF), anisotroper
leitfähiger
Paste (ACP), nicht leitfähiger
Paste (NCP), Lötbällen, etc.,
montiert werden. Falls notwendig kann die Verbindungsstelle durch
ein öffentlich
bekanntes Unterfüllungsmaterial
oder Gießmaterial
geschützt
oder verstärkt
werden.
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Ebenfalls
kann der gesamte mehrschichtmontierte Stromkreisabschnitt mit einem
Beschichtungsmaterial oder -film beschichtet werden, um ihn gegenüber äußeren Faktoren
zu schützen.
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Beispiele
einer mehrschichtigen Stromkreisbildung werden unten gegeben.
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(Herstellung einer leitfähigen Photohärtungspaste)
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Eine
Mischung (F) von Silvest E-20 und Silvest TCG-7 Silberpulvern, beide
von Tokuriki Konten, KK. (in einem Gewichtsverhältnis von 8:2), eine Mischung
(G) des Epoxylimonendioxids von Elf Atochem und Adekaoptomer SP-170
und Adekaoptone CP-66 von Asahi Denka Kogyo, KK. (Mischungsverhältnis: 100:3:3)
und (H) dem Polyestervylon 500 von Toyo Boseki, KK wurden kombiniert,
so dass (F), (G) und (H) in einem Gewichtsverhältnis von 65:30:5 vorlagen,
und ein weiteres Kneten mit einer Tripelrolle erzeugte eine leitfähige Photohärtungspaste
(I), die für
die Erfindung zu verwenden ist.
-
(Herstellung einer isolierenden
Photohärtungspaste)
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Adekaoptomer
KS-871 von Asahi Denka, KK. als die Photohärtungsharzzusammensetzung und
Aerosil 200CF von Nihon Aerosil, KK. als die Silikafeinteilchen
wurden in einem Gewichtsverhältnis
von 92:8 vermischt und mit einem Kneter geknetet, um eine Photohärtungsisolationspaste
(J) zu erhalten, die für
die Erfindung zu verwenden ist.
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Beispiel 76
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Das
als das Substrat verwendete Papier war NPI-55 von Nippon Seishi,
KK, und die verwendete leitfähige
Paste war LS-415-M von Asahi Chemical Laboratories, KK. Ein Siebdruck
wurde mit der in 6(A) gezeigten Platten 16,
hergestellt aus TetoronTM und mit einem
180 mesh und fähig
zum Drucken in einer Dicke von 15 μm, durchgeführt. Trocknen und Härten wurden
in einem Heißluftofen
bei 150°C
für 30
Minuten durchgeführt.
CR44B von Asahi Chemical Laboratories, KK. wurde dann als eine Isolationspaste
zum Doppeldrucken eines Musters mit der mit in 6(B) gezeigten Platte 17, hergestellt
aus TetoronTM und mit einem 180 mesh und
fähig zum
Drucken in einer Dicke von 15 μm,
verwendet, und Trocknen und Härten
wurden unter den gleichen Bedingungen durchgeführt. Ein Stromkreismuster wurde
als eine dreifache leitfähige
Schicht (Stromkreis) durch ein Verfahren gebildet, das "Drucken einer leitfähigen Schicht
mit Platte 16 und Trocknen" – "Drucken einer Isolationsschicht
mit Platte 17 und Trocknen" – "Drucken einer leitfähigen Schicht
mit Platte 16 und Trocknen" einschloß.
-
Beispiel 77
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Das
als das Substrat verwendete Papier war NPI-55 von Nippon Seishi,
KK., und die verwendete leitfähige
Paste war die leitfähige
Photohärtungspaste
(I), die oben beschrieben wurde. Siebdruck wurde mit der in 6(A) gezeigten Platte, hergestellt aus TetoronTM und mit einem 180 meh und fähig zum
Drucken in einer Dicke von 15 μm,
durchgeführt.
Härten
wurde durch Lichtbestrahlung mit einer kumulativen Dosis von 5.000 mJ/cm2 (gemessen in einem Wellenlängenbereich
von 300–500
nm) unter Verwendung einer 160 W/cm Metallhalogenidlampe durchgeführt. Die
zuvor erwähnte
Photohärtungsisolationspaste
(J) wurde dann als eine Isolationspaste zum Einfachdrucken eines
Musters mit der in 6(B) gezeigten Platte 17,
hergestellt aus TetoronTM und mit einem
180 mesh und fähig
zum Drucken in einer Dicke von 15 μm verwendet, und ein Härten wurde
wiederum durch Lichtbestrahlung mit einer kumulativen Dosis von
500 mJ/cm2 (gemessen in einem Wellenlängenbereich
von 300–500
nm) unter Verwendung der gleichen Lichtbestrahlungsvorrichtung durchgeführt. Ein
Stromkreismuster wurde als dreifache leitfähige Schicht (Stromkreis) durch
ein Verfahren gebildet, das "Drucken
einer leitfähigen
Schicht mit Platte 16 und Härten" – "Drucken einer Isolationsschicht
mit Platte 17 und Härten" – "Drucken einer leitfähigen Schicht mit Platte 16 und
Härten" einschloß.
-
Die
folgenden sind Vergleichsbeispiele mit lediglich einer einzigen
leitfähigen
Stromkreisschicht.
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Vergleichsbeispiel 12
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Das
als das Substrat verwendete Papier war NPI-55 von Nippon Seishi,
KK., und die verwendete leitfähige
Paste war LS-415C-M von Asahi Chemical Laboratories, KK. Siebdruck
wurde mit der in 6(A) gezeigten Platten 16,
hergestellt aus TetoronTM und mit einem
180 mesh und fähig
zum Drucken in einer Dicke von 15 μm, durchgeführt. Trocknen und Härten wurde
in einem Heißluftofen
bei 150°C
für 30
Minuten durchgeführt.
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Vergleichsbeispiel 13
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Das
als das Substrat verwendete Papier war NPI-55 von Nippon Seihi,
KK. Die verwendete leitfähige Paste
war die oben hergestellte leitfähige
Photohärtungspaste
(I). Siebdruck wurde mit der in 6(A) gezeigten
Platte 16, hergestellt aus TetoronTM und
mit einem 180 mesh und fähig
zum Drucken einer Dicke von 15 μm,
durchgeführt.
Härten
wurde durch Lichtbestrahlung mit einer kumulativen Dosis von 5.000
mJ/cm2 (gemessen in einem Wellenlängenbereich
von 300–500
nm) unter Verwendung einer 160 W/cm Metallhalogenidlampe durchgeführt.
-
In
Beispiel 76, Beispiel 77, Vergleichsbeispiel 12 und Vergleichsbeispiel
13 wurden die Oberflächenwiderstände an den
entsprechenden Stromkreisenden gemessen. Die Ergebnisse sind in
Tabelle 12 gezeigt. Wie aus Tabelle 12 erkannt wird, werden bessere
Ergebnisse in Beispielen 76 und 77 als in Vergleichsbeispielen 12
und 13 erhalten. Die schattierten Bereiche der Platten 16, 17 in 6 sind die Abschnitte, die die Paste tragen.
-
-
[Effekt]
-
Das
oben beschriebene Verfahren verwirklicht parallele und serielle
Stromkreise in begrenzten Räumen,
oder Datenspeicherung in großem
Volumen, und ferner ein Radiofrequenzidentifizierungsmedium mit
einem Papiersubstrat, auf dem ein IC-Chip montiert ist.
-
Erste Ausführungsform
-
Die
folgende Erklärung
betrifft eine erste Ausführungsform,
die mit einer dickeren leitfähigen
Schicht und einem geringeren Widerstandswert entworfen ist, ohne
Erfordernis von erhöhten
Herstellungskosten oder Herstellungsanstrengungen.
-
In
der Veranschaulichung bezeichnet Bezugszeichen 31 eine
dünne Antenne.
Zunächst
wird ein Paar von Antennenschleifen 33 auf einer Seite
eines bogenartigen Substrats, hergestellt aus Papier oder einem dünnen Film,
gebildet. Jede Antennenschleife 33 ist aus einer leitfähigen Schicht
zusammengesetzt, die durch Siebdrucken der zuvor erwähnten leitfähigen Paste
hergestellt wird. Die Antennenschleifen 33 werden in einem
symmetrischen Muster an symmetrischen Stellen auf jeder Seite eines
Faltabschnitts 34 gebildet, der an einer Position gebildet
ist, die das Substrat 32 in zwei Teile teilt.
-
Als
nächstes
wird Klebstoff 36, der aus einem Klebemittel oder einem
Klebrigmacher besteht, gleichmäßig auf
einer der als Antennenschleifen gebildeten Oberflächen 35 aufgetragen.
Das Substrat 32 wird dann am Faltabschnitt 34 gefaltet,
so dass die Antennenschleifen 33 auf der Innenseite sind.
Die Antennenschleifen 33, die durch Faltung aufeinanderpassen,
werden durch den Klebstoff übereinander
gelegt. Ein vorgeschriebener Druck wird dann beaufschlagt, um die
zwei Antennenschleifen 33 aneinander anzufügen und
zu verbinden, um eine Antenne 31 herzustellen.
-
9 ist
eine Querschnittsveranschaulichung eines Teils der Antenne 31,
die durch das oben beschriebene Verfahren erhalten wird. Durch Aneinanderfügen der
passenden Antennenschleifen 33 mit dem Klebstoff 36,
werden die passenden Antennenschleifen 33 unmittelbar an
komplizierten Abschnitten verbunden, um einen Kontinuitätszustand
zu bilden. Das passende Paar von Antennenschleifen 33 wird
somit integriert, um eine einzelne Antennenschleife mit einer dickeren
leitfähigeren
Schicht zu bilden. Dies ergibt eine Antenne 31 mit einem
geringeren Widerstandswert.
-
Für eine größere Klarstellung
des Wesentlichen der Erfindung zeigt diese Erfindung nicht den Montageabschnitt,
auf dem der IC-Chip montiert ist, oder den verbindenden Drahtabschnitt,
der über
einem Teil der Schleife angeordnet ist.
-
Der
verwendete Klebstoff kann Sprühklebstoff 55 sein,
hergestellt von Sumitomo-3M, KK. Einer der anderen Klebstoffe, die
unten erwähnt
werden, kann ebenfalls auf der Oberfläche aufgetragen werden, die
mit einer Antennenschleife bereitzustellen ist, durch ein Sprühverfahren,
Siebdruckverfahren oder Tiefdruckbeschichtungsverfahren. Er kann
ebenfalls auf das gesamte einer Oberfläche des Substrats aufgetragen
werden, auf der die Antennenschleife gebildet wird. Zusätzlich zum
Beschichten als ein Streifen kann er ebenfalls in einem Punkt- oder
einen feinen Linienmuster aufgetragen werden.
-
Synthetische
Harzlatices
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- Acronyl YJ2301D von Mitsubishi Kagaku BASF, KK.
- AE200, AE517 von Nihon Gosei Gomu, KK.
- Vinibran 270 von Nisshin Kagaku Kogyo, KK.
- Superflex SF110 von Daiichi Kogyo, Seiyaku, KK.
- Natürliche
Kautschuklatices,
- Polybutadien, Polyvinylether, Polyvinylalkohol, Styrol oder
Maleinsäure,
gelöst
in einem Lösungsmittel.
-
Wenn
der Klebstoff 36, der zur Anfügung aufgetragen wird, dünn ist (etwa
3 g/cm2), ist leichter Druck (etwa 2 kg/cm2) für
eine Anfügung
ausreichend. Wenn der Klebstoff 36 dick ist, können sowohl
Wärme als
auch Druck beaufschlagt werden (beispielsweise 30 Sek. bei 5 kg/cm2, 130°C).
-
Eine
dünne Antenne
wurde dann durch eine Antennenschleife in der Form eines 1 mm × 1.000
mm kammförmigen
Musters durch das oben beschriebene Anfügungsverfahren erhalten. Tabelle
13 zeigt die Ergebnisse der Messung der Widerstandswerte für eine angefügte dünne Antenne,
erhalten mit leichten Druck, der für die Anfügung beaufschlagt wurde (einfache
Anfügung),
und für
eine angefügte
dünne Antenne,
die mit Beaufschlagung von Wärme
und Druck (Erwärmen/Drucken)
erhalten wurde, und Antennenschleifen vor der Anfügung (Antenne
1, Antenne 2). Die Formen der Klebstoffauftragung waren eine dünne Auftragung,
dicke Auftragung bzw. Musterbeschichtung. Die leitfähige Tinte
war LS415C-M von Asahi Chemical Laboratories, KK., und die Antennenschleifen
wurden durch Siebdrucken in einer Dicke von 15 μm gebildet.
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Wie
in Tabelle 13 gezeigt ist, werden die Widerstandswerte durch die
Anfügung
abgesenkt. Von besonderer Erwähnung
ist, dass wenn Wärme
und Druck beaufschlagt wurden, die Widerstandswerte halb so groß waren
wie die Widerstandswerte der Antenne alleine in allen Fällen. Dieses
waren Widerstandswerte in Einklang mit dem Ohm'schen Gesetz für parallele Verbindungen, somit
wurde ein Effekt von geringeren Widerstandswerten für die dünnen Antennen
bestätigt.
Aufgrund eines Kontinuitätsmangels
zwischen den zwei Antennenschleifen nach einfacher Anfügung mit
dem Klebstoff durch dicke Auftragung wurde der Widerstandswert einer
der Antennenschleifen gemessen.
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[Effekt]
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Dünne Antennen
mit geringen Widerstandswerten können
durch dieses sehr einfache Verfahren erhalten werden, das ein Zusammenlegen
von zwei Antennenschleifen durch Falten und Anfügung aneinander mit Klebstoff
einschließt.
Es ist ebenfalls möglich,
verläßlich zwei
Antennenschleifen ohne Fehlpassung zusammenzulegen. Dünne Antennen
können
daher ohne Schwierigkeiten erhalten werden.
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Durch
Anfügung
und Verbinden von zwei Antennenschleifen mit dem gleichen Widerstandswert
durch Wärme
und Druck ist es möglich,
eine dünne
Antenne mit halbem Widerstandswert zu erhalten. Somit wird, sogar
wenn die Antennenschleifen unter Verwendung kostengünstiger
Materialien mit hohen Widerstandswerten gebildet werden, der Widerstandswert
der resultierenden dünnen
Antenne um die Hälfte
vermindert. Es ist daher ebenfalls möglich, eine Eigenschaft ähnlich zu
einer einfachen Antenne, hergestellt aus einem teuren Material mit
einem geringen Widerstandswert, zu erhalten. Jede Antennenschleife
kann mit ihrem eigenen spezifischen Widerstandswert hergestellt
werden. Der Antennenwiderstandswert kann daher auf der Basis des Ohm'schen Gesetz für einen
Widerstand in parallelen Schaltungen bestimmt werden. Es wird daher
leichter, Widerstandswerte für
dünne Antennen
in Konformität
mit gewünschten
Verwendungen einzustellen, ohne dass zahlreiche Arten von leitfähigen Materialien
für die
Antennenschleifen bereitgestellt werden müssen.
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Durch
Zusammenlegen von zwei bogenartigen Substraten, um die Antennenschleifen
jedes Substrats, wie oben beschrieben, zusammenzufügen und
zu verbinden, wird ferner der Widerstand der Antenne gegenüber einem
Verbiegen erhöht.
Dies wird aus der Zeichnung leicht offensichtlich. 10 zeigt
einen Biegeabschnitt, wo die Antenne 31 gefaltet worden
ist. Wie in dieser Veranschaulichung erkannt wird, ist ein Riß 37 in der
Antennenschleife 33 aufgetreten, wo sie gefaltet worden
ist. Da jedoch die passenden Antennenschleifen 33 wie oben
erklärt
unmittelbar miteinander verbunden sind, wird eine Kontinuität für die Antennenschleife 33, in
der der Riß 37 aufgetreten
ist, durch ihre passende Antennenschleife 33 bereitgestellt.
Eine Kontinuität
der gesamten Antenne 31 wird somit in geeigneter Weise
gewährleistet.
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«IC-Chipmontageverfahren»
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Das
folgende Verfahren kann als ein Verfahren zum Montieren eines IC-Chips
auf einer Antenne, die durch eines der zuvor genannten Antennenbildungsverfahren
gebildet worden ist, bezeichnet werden.
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Klebstoffverbindungen
werden auf einem mit einer Antenne bereitgestellten Substrat an
der Montageposition gebildet, an denen ein IC-Chip an dem Substrat
anzuordnen ist, durch ein Bedruckungsverfahren unter Verwendung
einer leitfähigen
Klebstoffsubstanz (K) an Endabschnitten entsprechend den Enden des IC-Chips.
Klebstoffverbindungen werden durch ein Bedruckungsverfahren unter
Verwendung einer isolierenden Klebstoffsubstanz (L) an den Nicht-Endabschnitten
gebildet. Der IC-Chip wird auf dem Substrat durch Thermokompressionsbinden
angeklebt, um ein positionelles Verankern des Chips und eine Verbindungsverläßlichkeit
zu erreichen.
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Das
verwendete Substrat kann irgendeines derjenigen sein, die für das zuvor
genannte Substrat (E) erwähnt
wurden.
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Die
Antenne kann auf dem Substrat durch ein öffentlich bekanntes Verfahren,
wie Bedrucken, unter Verwendung der zuvor genannten leitfähigen Pasten
gebildet werden.
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Für das Verfahren
der Erfindung werden die leitfähige
Klebstoffsubstanz (K) und die isolierende Klebstoffsubstanz (L)
bevorzugt aus Klebstoffsubstanzen mit praktisch keinen flüchtigen
Substanzen ausgewählt, die
während
des Thermokompressionsbindens emittiert werden, die gute Adhäsion an
den IC-Chip nach Wärmebehandlung
zeigen und eine Verläßlichkeit
(beispielsweise Schlagwiderstand, Wasserwiderstand, Feuchtigkeitswiderstand,
Wärmewiderstand,
etc.) nach der Montage bewahren. Sie sind ebenfalls bevorzugt Klebstoffsubstanzen
mit vernetzten Strukturen aus dem Standpunkt des kontinuierlichen
und verläßlichen
Bewahrens des verankerten Zustands des IC-Chips an dem Stromkreis,
und ihre vernetzten Strukturen werden bevorzugt durch die Wärmebehandlung
gebildet.
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Da
die leitfähige
Klebstoffsubstanz (K) eine leitfähige
Verbindbarkeit mit den Enden des IC-Chips garantiert, enthält sie leitfähige Partikel
und ein Bindemittelharz als wesentliche Komponenten, und sie ist
bevorzugt eine leitfähige
Paste mit starker Anhaftung sowohl an die Antenne als auch an das
Metall der IC-Chip-Enden.
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Die
leitfähigen
Teilchen werden typischerweise ein Metallpulver, insbesondere Silberpulver,
sein. Andere leitfähige
Metalle als Silber, wie Gold, Platin, Kupfer, Nickel, Kobalt, Palladium,
Rhodium etc. können ebenfalls
verwendet werden.
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Die
isolierende Klebstoffsubstanz (L) hat die Funktion zum Positionsverankern
des IC-Chips durch Anhaftung und zum Verhindern von Kurzschlüssen zwischen
den leitfähigen
Schaltungen, ebenso wie diejenige zum Schützen der leitfähigen Schaltungen
gegenüber äußeren Einflüssen. Er
ist daher bevorzugt zusammengesetzt aus einem Harz mit hoher Anhaftung
an dem Metall, dem Substrat und dem Stromkreis auf dem Substrat,
mit ausgezeichneten Isolationseigenschaften, und mit der Fähigkeit,
Spannung und Dehnung, erzeugt durch Wärmeschock oder physikalischen
Schock, zu absorbieren. In Fällen,
wo es schwierig ist, Isolation mit dem Harz alleine zu erreichen,
kann ein Isolationsfüllstoff,
beispielsweise Silika, Alumina, Glas, Talg, Kautschuk oder dergleichen,
zugegeben werden.
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Das
Harz, welches eine wesentliche Komponente der leitfähigen Klebstoffsubstanz
(K) oder der isolierenden Klebstoffsubstanz (L) ist, kann ein öffentlich
bekanntes thermoplastisches Harz oder wärmehärtbares Harz oder eine Kombination
von beiden sein.
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Das
thermoplastische Harz ist nicht besonders beschränkt und als Beispiele können Polyethylen,
Polypropylen, Polystyrol, ABS-Harze, Polymethylmethacrylat, Polyvinylchlorid,
Polyvinylidenchlorid, Polyvinylacetat, Polyvinylalkohol, Polyacetal,
Polycarbonat, Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat,
Polyphenylenoxid, Polysulfon, Pulyimid, Polyethersulfon, Polyallylat,
Polyetheretherketon, Polyethylentetrafluorid, Silikonharz, etc.
genannt werden, von denen jedes alleine oder in Kombination aus
zwei oder mehreren verwendet werden kann.
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Die
Wärmehärtungsharzzusammensetzung
wird ausgewählt
unter denjenigen, die ohne Erzeugung flüchtiger Komponenten während des
Härtens
reagieren, und Beispiele derselben schließen ein, sind jedoch nicht
begrenzt auf (1) Glycidylverbindungen, wie Glycidylether von Bisphenol
A oder Bisphenol F, oder flüssige Epoxyharze,
dargestellt durch 3,4-Epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexylcarboxylat,
und Aminoverbindungen, Phenolverbindungen, Säureanhydridverbindungen, organische
Säureverbindungen
oder Oniumverbindungen, (2) flüssige
Cyansäureesterharze,
dargestellt durch 1,1-Bis(4-cyanatophenyl)ehtan, und mit Metallsalzkatalysatoren,
(3) Bismaleimid oder Additionsprodukte von Bismaleimid und Diaminverbindungen,
und Aminoverbindungen, Allylverbindungen oder Radikalerzeuger, (4)
flüssige
Allylverbindungen, dargestellt durch Diallylphthalat, und Aminoverbindungen
oder Radikalerzeuger, (5) Triallylisocyanurat oder Triallylcyanurat
und Aminoverbindungen oder Peroxide, (6) mehrwertige aktive Wasserstoffverbindungen,
dargestellt durch Polyethylenglykol, Hexamethylenglykol und Glycerin,
und Isocyanatverbindungen, (7) flüssige Acrylatverbindungen, wie
Polyethylenglykoldiacrylat, Trimethylolpropanalkylenoxid-modifizierte
Triacrylate, etc. und Radikalerzeuger, (8) Vinylgruppen-enthaltende
flüssige
Polyolefine und Radikalerzeuger, (9) Vinylsilanverbindungen und SiH-Gruppen
enthaltende Verbindungen, und Platinkatalysatoren, etc.
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Die
leitfähige
Klebstoffsubstanz (K) und isolierende Klebstoffsubstanz (L) können ein
Lösungsmittel einschließen, solange
das Lösungsmittel
vor dem Thermokompressionsbinden des IC-Chips entfernt werden kann.
Das zugegebene Lösungsmittel
kann ein öffentlich
bekanntes sein. Um jedoch einen Rückstand im System nach der
Härtungsreaktion
zu vermeiden, weist es bevorzugt einen Siedepunkt von nicht höher als
250°C auf.
Beispiele schließen
Kohlenwasserstofflösungsmittel,
wie Toluol, Cyclohexan, Methylcyclohexan, n-Hexan und Pentan; Alkohole, wie Isopropylalkohol
und Butyalkohol; Ketone, wie Cyclohexanon, Methylethylketon, Methylisobutylketon,
Diethylketon und Isopheron; Ester, wie Ethylacetat, Propylacetat
und Butylacetat; Glykolmonoether und deren Acetate, wie Ethylenglykolmonomethylether,
Propylenglykolmonoethylether, Diethylenglykolmonomethylether und
3-Methoxy-3-methylbutylacetat; ebenso wie gemischte Lösungsmittel
umfassend zwei oder mehrere von diesen ein.
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Die
Klebstoffsubstanz kann im voraus in einem halbgehärteten Zustand
durch Erwärmen,
elektromagnetische Bestrahlung oder Elektronenstrahlbestrahlung
vor der Montage des Chips angeordnet werden. Im Falle der Lichtbestrahlung
im Wellenlängenbereich
von sichtbarem Licht bis ultraviolettem Licht wird eine öffentlich
bekannte Photohärtungsharzzusammensetzung
zugegeben. Beispiele derselben schließen Kombinationen von Epoxyharzen
und photokationischen Erzeugern, oder Acrylatharze und Photoradikalerzeuger
ein.
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Öffentlich
bekannte Additive, wie Trennmittel, Oberflächenbehandlungsmittel, Füllstoffe,
Pigmente, Farbstoffe und dergleichen, können ebenfalls zugegeben werden.
Als Trennmittel können
Wachse, Zinkstearat, etc. erwähnt
werden, und als Oberflächenbehandlungsmittel
können
Silankopplungsmittel erwähnt
werden. Als Füllstoffe
können
Silika, Alumina, Talg, Ton, etc. genannt werden.
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Alle
der entsprechenden Komponenten der leitfähigen Klebstoffsubstanz (K)
und der isolierenden Klebstoffsubstanz (L) können vermischt werden, um einen
homogenen Lack zu bilden, oder eine gleichmäßige Dispersion, die durch
Kneten durch geeignete öffentlich
bekannte Mittel, wie einen Kneter oder eine Tripelrolle, hergestellt
werden. Die Klebstoffsubstanz wird als ein viskoses Fluid in einem
Temperaturbereich hergestellt, welcher das Substrat während des
Bedruckens nicht zerstört.
Diese Substanz wird auf dem Substrat nach dem Bilden des Stromkreises
durch ein Bedruckungsverfahren aufgetragen. Das Bedrucken wird durch
ein öffentlich
bekanntes Verfahren durchgeführt,
jedoch ist Siebdruck besonders bevorzugt.
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Die
Klebstoffsubstanzen (K) und (L) weisen einen Reaktivitätsgrad auf,
der eingestellt ist, um die IC-Chip-Schaltungen unter den endgültigen Thermokompressionsbindungsbedingungen
zum Montieren des Chips, bevorzugt innerhalb eines Temperaturbereichs
von 40–250°C, innerhalb
eines Zeitbereichs von 0,1 bis 20 Sek. und innerhalb eines Druckbereichs
von 0,1 bis 0,5 mPa, zu verankern.
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Ein
Beispiel eines Montageverfahrens wird nun im Detail unter Bezugnahme
auf 11(A) bis 11(E) und 12(A) bis 12(F) beschrieben. 12(A) bis
(F) sind seitliche Querschnitte, die vereinfachte Ansichten der
Montageposition zeigen, die in 11(A) bis 11(E) gezeigt ist.
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Die
folgenden Schritte werden durchgeführt, um einen IC-Chip 23 an
der Montageposition A eines Substrats 22 zu montieren,
auf dem ein Stromkreis 21 als eine Antenne auf der Oberfläche durch
das oben beschriebene Verfahren gebildet worden ist.
- (i) Der Stromkreis 21 wird auf dem Substrat 22 gebildet
(11(A), 12(A)).
- (ii) Die isolierende Klebstoffsubstanz (L) wird zur Auftragung
durch ein Bedruckungsverfahren verwendet, um einen isolierenden
Klebstoffabschnitt 25 zu bilden, der die Abschnitte der
Enden 24 (zwei sind gezeigt) des IC-Chips 23 (11(B), 12(B))
nicht abdeckt. Bevor man zum nächsten
Schritt geht, kann der isolierende Klebstoffabschnitt 25 einer
Behandlung, wie einem Erwärmen,
einer elektromagnetischen Bestrahlung oder einer Elektronenstrahlbestrahlung,
unterzogen werden, oder er kann unmittelbar zum nächsten Schritt
bewegt werden.
- (iii) Die leitfähige
Klebstoffsubstanz (K) wird zur Auftragung durch ein Bedruckungsverfahren
verwendet, um Endklebstoffabschnitte 26 auf dem Stromkreis 21 in
einer größeren Dicke
als der isolierende Klebstoffabschnitt 25 zu bilden, um
einen Kontakt mit den Enden 24 des IC-Chips 23 zu
gewährleisten.
D. h. (die Höhe
d des isolierenden Klebstoffabschnitts von dem Stromkreis) < (die Höhe d' der Endklebstoffabschnitte vom
Stromkreis) (11(C), 12(C)).
Bevor man zum nächsten
Schritt geht, können
die Endklebstoffabschnitte 26 einer Behandlung, wie einem
Erwärmen,
einer elektromagnetischen Bestrahlung oder einer Elektronenstrahlbestrahlung,
unterzogen werden, oder er kann unmittelbar zum nächsten Schritt
bewegt werden. In jedem Falle ist es notwendig, jegliche flüchtige Komponenten
vollständig
zu eliminieren, bevor man zum nächsten
Schritt geht.
- (iv) Der IC-Chip 23 wird durch ein geeignetes Verfahren
angeordnet, um mit den Positionen des isolierenden Klebstoffabschnitts 25 und
den Endklebstoffabschnitten 26, die in den Schritten (ii)
und (iii) oben (11(D), 12(D))
gebildet wurden, zu passen.
- (v) Eine geeignete Vorrichtung wird zum Thermokompressionsbinden
des IC-Chips 23 (11(E), 12(E)) verwendet. Dies wird bevorzugt durchgeführt auf
eine solche Art und Weise, dass die Klebstoffabschnitte 25, 26 innerhalb
eines Temperaturbereichs von 40–250°C und innerhalb
eines Zeitbereichs von 0,1–120
Sek. und innerhalb eines Druckbereichs von 0,1–0,5 MPa liegen. Nach dem Thermokompressionsbinden
kann die Reaktion vollständig
durch Nachhärtung
mit Wärme
oder elektromagnetischer Bestrahlung beendet werden.
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Dies
vervollständigt
die Montage des IC-Chips 23 (12(F)).
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Um
den montierten Bereich des IC-Chips zu schützen, kann dem Montageverfahren
gemäß der Erfindung
ein Beschichten des gesamten oder eines Teils des Montagebereichs
mit einem Gießmaterial
oder einem Beschichtungsmaterial folgen.
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[Effekt]
-
Es
ist somit möglich,
das Herstellungsverfahren für
ein Radiofrequenzidentifizierungsmedium mit einem montierten IC-Chip
zu vereinfachen.
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Während die
gegenwärtig
bevorzugten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben worden sind,
wird verstanden, dass die vorliegende Erfindung nicht darauf begrenzt
ist und dass verschiedene Veränderungen
und Modifikationen von Fachleuten auf dem Gebiet durchgeführt werden
können,
ohne vom Umfang der Erfindung, wie er in den beigefügten Ansprüchen dargelegt
wird, abzuweichen.
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In
der vorliegenden Beschreibung bedeutet „umfassen" „einschließen" oder „bestehen
aus" und „umfassend" bedeutet „einschließend" oder „bestehend
aus".
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Die
in der vorangehenden Beschreibung oder in den folgenden Ansprüchen oder
in den beigefügten Zeichnungen
offenbarten Merkmale, ausgedrückt
in ihren spezifischen Formen oder in bezug auf ein Mittel zum Durchführen der
offenbarten Funktion, oder eines Verfahrens zum Erzielen des gewünschten
Ergebnisses, wie es geeignet ist, können getrennt oder in irgendeiner
Kombination solcher Merkmale zur Verwirklichung der Erfindung in
ihren unterschiedlichen Formen verwendet werden.