JP2010166379A - 印刷アンテナの製造方法および印刷アンテナを有する通信機器 - Google Patents

Abstract

【課題】内面に収納された通信機能部との連結を容易にする接点を有する外面に印刷されたアンテナの製造方法、および該アンテナを有する通信機器を提供する。
【解決手段】被印刷体１に貫通孔１２を形成する第１工程と、貫通孔１２に接点部材２を配置する第２工程と、被印刷体１の外面１１にビス（接点部材）２のビス外面２１の一部に重なるようにアンテナパターン３を印刷する第３工程と、アンテナパターン３の表面にメッキ４を施す第４工程と、を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は印刷アンテナの製造方法および印刷アンテナを有する通信機器、特に、非電導性体の表面に印刷によってアンテナを形成する印刷アンテナの製造方法、および非電導性体からなるケース等を有し、該ケース等に前記製造方法によって製造された印刷アンテナが装備された通信機器に関する。

従来、無線によって電気信号を発信または受信する機能を有する電気機器（本発明において「通信機器」と総称する）、たとえば、携帯電話機、パーソナルコンピュータ、ラジオ、車内内装機器（ＥＴＣ装置等）、電波時計、ヘッドホーン等は、送信機能または受信機能（以下「通信機能」と総称する）の充実と共に、意匠性（美観に同じ）の向上に対する強い要請がある。
そこで、かかる要請に応えるため、本発明の発明者は、ケースに所定パターンのアンテナを印刷すると共に、印刷されたアンテナの表面と該アンテナが印刷されていない範囲とを、共に化粧コートで覆う「携帯電話機用アンテナの製造方法」を開示している（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−２８３５８７号公報（第６−７頁、図４）

特許文献１に開示された発明は、通信機能の充実および意匠性の向上を図ることができるという顕著な作用効果を奏する。しかしながら、ケースの外面にアンテナを印刷した場合、かかる印刷アンテナとケース内部に収納された通信機能部（基板等）とを連結する配線の配置が困難になるという問題があった。すなわち、化粧コートで表面を覆った後に、ケースに孔を空けたのでは意匠性が阻害される。また、ケースの端部を経由して外面から内面側に配線したのでは、意匠性が阻害されるだけでなく、配線自体の耐久性の劣化（早期損傷）あるいはケースの気密性（防水性）の劣化が心配される。

本発明は上記問題を解決するものであって、通信機能の充実および意匠性の向上を可能とすると共に、内面に収納された通信機能部との連結を容易にする接点を有する、外面に形成された印刷アンテナの製造方法、およびかかる印刷アンテナを有する通信機器を提供することを目的とする。

（１）本発明に係る印刷アンテナの製造方法は、非電導性の被印刷体に貫通孔を形成する第１工程と、
該貫通孔に電導性を有する接点部材を配置する第２工程と、
前記被印刷体の一方の面に、前記接点部材の一方の端面の一部に重なるように導電性インクまたは金属粉末含有インクによってアンテナパターンを印刷する第３工程と、
該第３工程において形成されたアンテナパターンの表面にメッキを施す第４工程と、
を有し、
前記第４工程において形成されたメッキの一部が前記接点部材に電気的に接続されることを特徴とする。

（２）前記（１）において、前記第４工程において前記接点部材の側面にメッキが付着し、該メッキが前記接点部材と前記貫通孔との間の隙間を埋めることを特徴とする。
（３）前記（１）において、前記第４工程において、前記被印刷体の他方の面と前記接点部材の他方の端面とに跨って、メッキが付着することを特徴とする。

（４）前記（１）乃至（３）の何れかにおいて、前記第４工程において形成されたメッキの表面に、化粧コートを印刷する工程を有することを特徴とする。

（５）前記（１）乃至（４）の何れかにおいて、前記メッキが、無電解メッキおよび電解メッキを重ねて施したもの、あるいは無電解メッキのみ施したものの何れかであることを特徴とする。

（６）さらに、本発明に係る通信機器は、前記（１）乃至（５）の何れかに記載の印刷アンテナの製造方法によって製造された印刷アンテナを装備した被印刷体を有することを特徴とする。

（ｉ）本発明に係る印刷アンテナの製造方法は、接点部材が被印刷体を貫通し、接点部材の一方の端面が被印刷体の一方の面（外面）に形成されたアンテナ（アンテナパターンの表面に形成されたメッキに同じ）に電気的に接続され、他方の面が被印刷体の他方の面（内面）に露出している。そのため、所望のパターンのアンテナを製造することができるから通信機能を充実することができる。また、メッキを施した後で被印刷体に貫通孔を加工する必要がなくなるから、アンテナと他方の面（内面）側に配置された通信機能部（基板）との接続が容易であって、一方の面（外面）の意匠性を阻害することがない。

（ｉｉ）また、接点部材の側面にメッキが付着して接点部材は太り、該メッキが接点部材と貫通孔との間の隙間を埋めるため、接点部材はカシメられた状態となって抜け難くなる。このため、接点部材の側面と貫通孔の内壁面との間に隙間がある場合でも、メッキによってかかる隙間は埋まることになるため、意匠性（美観）が阻害されないだけでなく、後工程において化粧コートを実施する場合の化粧性が向上する。また、貫通孔における被印刷体の外面と内面との間の気密密性や水密性が向上する。
さらに、外面に付着したメッキによってビス２は見掛け上太るから、貫通孔１２にカシメられた状態（圧入状態に同じ）となって抜け難くなり、アンテナと被印刷体の内面側に配置された通信機能部（基板）との接続が確実になり、長時間に渡って信頼性が維持される。
（ｉｉｉ）また、被印刷体の他方の面（内面）と接点部材の他方の端面（内面側の端面）とに跨ってメッキが付着するから、接点部材はカシメられた状態で被印刷体（貫通孔に同じ）に固定される。このため、アンテナと他方の面（内面）側に配置された通信機能部（基板）との接続が確実になり、長時間に渡って信頼性が維持される。

（ｉｖ）また、被印刷体の表面（正確には、メッキの表面およびメッキの表面を除く範囲を合わせた全面）に化粧コートが印刷されるから、意匠性がさらに向上する。

（ｖ）また、メッキが無電解メッキおよび電解メッキを重ねて施したもの、あるいは無電解メッキのみ施したものの何れかであるから、アンテナとしての機能が担保される。

（ｖｉ）さらに、本発明に係る通信機器は、前記（ｉ）乃至（ｖ）の何れかの効果を奏する印刷アンテナの製造方法によって製造された印刷アンテナを装備した被印刷体を有するから、通信機能が充実すると共に、意匠性が向上している。

本発明の実施の形態１に係る印刷アンテナの製造方法を説明するフローチャート。 本発明の実施の形態１に係る印刷アンテナの製造方法を説明する各工程における被印刷体の様子を拡大して模式的に示す断面図。 本発明の実施の形態２に係る印刷アンテナの製造方法を説明するフローチャート。 本発明の実施の形態２に係る印刷アンテナの製造方法を説明する各工程における被印刷体の様子を拡大して模式的に示す断面図。

［実施の形態１］
図１および図２は本発明の実施の形態１に係る印刷アンテナの製造方法を説明するものであって、図１はフローチャート、図２は各工程における被印刷体の様子を拡大して模式的に示す断面図である。なお、図１〜図３は、誇張して模式的に示すものであって各部の相対的な大小関係は図示するものに限定するものではない。また、各図において「第Ｊ番目の工程（ステップ）」を「Ｓｊ」と記載している。

（作業の流れ）
図１〜図３において、印刷アンテナの製造方法は、非電導性の被印刷体１に貫通孔１２を形成する第１工程（Ｓ１、図２の（ａ））と、
貫通孔１２に電導性を有する接点部材２を配置する第２工程（Ｓ２、図２の（ｂ））と、
被印刷体１の一方の面（以下「外面」と称す）１１に、接点部材（以下「ビス」と称す）２の一方の端面（以下「ビス外面」と称す）２１の一部に重なるように導電性インクまたは金属粉末含有インクによってアンテナパターン３を印刷する第３工程（Ｓ３、図２の（ｃ））と、
第３工程において形成されたアンテナパターン３の表面にメッキ４を施す第４工程（Ｓ４、図２の（ｄ））と、を有する。

（被印刷体）
被印刷体１は、プラスチック等の非電導性材料によって形成された、たとえば通信機器のケースであって、外面１１と、貫通孔１２と、他方の面（以下「内面」と称す）１３とを有している。

（接点部材）
接点部材（以下「ビス」と称す）２は電導性材料、たとえばＣｕ等の金属（合金を含む）によって、被印刷体１に形成された貫通孔１２と略同一形状に形成され、貫通孔１２に侵入されるものである。このため、ビス２は貫通孔１２に容易に動かないように嵌め込まれ（締まり嵌め状態）、ビス外面２１は被印刷体１の外面１１と略同一の面に位置し、ビス２の他方の端面（以下「ビス内面」と称す）２３は被印刷体１の内面１３と略同一の面に位置している。
なお、本発明は接点部材の材質や形状を限定するものではなく、接点としての導電性を有する材料であれば何れであってもよい。また、円柱、四角柱、六角柱、円錐台、四角錐台等であってもよく、また、それぞれの角部に面取り（Ｃ面取り又はＲ面取り）を設けても設けなくてもよい。

（アンテナパターン）
アンテナパターン３は、導電性インク（ペーストを含む）または金属粉体を混合した印刷インク（ペーストを含む、本発明において「金属粉末含有インク」と称している）によって、所定の周波数に好適な形状（模様）に印刷するものである。このとき、アンテナパターン３の一部がビス外面２１の一部に重なっている。
なお、本発明は導電性インクまたは金属粉末含有インク（含有される金属等）を限定するものではなく、メッキ４の付着（メッキ層の形成に同じ）が可能であれば、何れであってもよい。

（メッキ）
メッキ４は無電解メッキのみで形成する場合と、無電解メッキに電気メッキを重ねた２層から形成する場合とがある。
前者の場合、Ｃｕ（含む合金）あるいはＮｉ（含む合金）を厚さ５〜５０μｍに形成する。
後者の場合、一層目の無電解メッキは、Ｃｕ（含む合金）あるいはＮｉ（含む合金）を厚さ５μｍ以下に形成し、二層目の電解メッキは、Ｃｕ（含む合金）またはＮｉ（含む合金）を厚さ５〜５０μｍ、好ましくは厚さ１０〜３０μｍに形成する。
そして、その後、腐食防止および導電性向上のため金メッキをする場合もある。

このとき、アンテナパターン３の上に形成されたメッキ４（外面アンテナに相当する）はビス外面２１に接続（短絡）しているから、通信機能部（図示しない）に接続された配線をビス内面２３に接続するだけで、外面アンテナと通信機能部とを接続することができる。
そして、ビス内面２３の周囲には、内面１３に跨ってメッキ４３が形成されているから、ビス２はカシメられた状態（鍔が形成された状態に同じ）になり、貫通孔１２から抜け出すことがない（正確には、過大な力が作用した場合には、鍔が破損して抜け出す）。
また、ビス２の側面と貫通孔１２の内壁面との間に隙間がある場合、ビス２の側面にメッキ（図示しない）が付着して、メッキによってかかる隙間は埋まることになる。このため、意匠性（美観）が阻害されないだけでなく、後工程において化粧コートを実施する場合の化粧性が向上する。また、貫通孔１２における被印刷体１の外面１１と内面１３との間の気密密性や水密性が向上する。
さらに、外面に付着したメッキによってビス２は見掛け上太るから、貫通孔１２にカシメられた状態（圧入状態に同じ）となって抜け難くなる。

したがって、被印刷体１が携帯電話機のケースである場合には、外観の意匠性が優れた携帯電話機が得られる。また、外面アンテナと通信機能部との配線が容易かつ確実であるから、製造コストが低減すると共に長期間の使用における耐久性が向上する。さらに、外面においては通信機能部（内面側に配置されている）との干渉がないから、アンテナパターンを設計する自由度が高くなり、通信機能の向上を図ることができる。よって、外観が美しく、高性能で、しかも、信頼性の高い安価な携帯電話機が可能になる。
また、被印刷体１は携帯電話機に限定されるものではないから、被印刷体１がアンテナを有する何らかの通信機器のケースである場合には、意匠性および通信機能が優れ、信頼性の高い安価な通信機器が可能になる。

なお、被印刷体１の外面１１に外面アンテナ（アンテナパターン３の上に形成されたメッキ４）が露出するから、被印刷体１の外面１１の生地模様を生かしたり、アンテナパターン３そのものをイラスト画や美的模様にしたり、メッキ４を着色金属面にしたりして、意匠性を高めてもよい。そして、メッキ４を着色金属面にするには、メッキ素材を変更する（Ｃｕ合金の成分の変更）だけでなく、メッキ４に新たにコーティング（Ａｕまたはその化合物やＡｇまたはその化合物の、メッキやプレーティング等）を追加してもよい。

［実施の形態２］
図３および図４は本発明の実施の形態２に係る印刷アンテナの製造方法を説明するものであって、図３はフローチャート、図４は各工程における被印刷体の様子を拡大して模式的に示す断面図である。なお、実施の形態１と同じ工程および同じ部分には同じ符号を付し、一部の説明を省略する。
本発明の実施の形態２に係る印刷アンテナの製造方法は、実施の形態１で説明した印刷アンテナの製造方法における第４工程の後に、化粧コートを施す工程を追加したものである。なお、化粧コートを施すための準備工程の例として、以下に「第５工程〜第７工程」を示しているが、本発明はこれに限定するものではない。

（作業の流れ）
図３において、印刷アンテナの製造方法は、非電導性の被印刷体１に貫通孔１２を形成する第１工程（Ｓ１、図２の（ａ）参照）と、
貫通孔１２に電導性を有する接点部材２を配置する第２工程（Ｓ２、図２の（ｂ）参照）と、
被印刷体１の一方の面（以下「外面」と称す）１１に、接点部材（以下「ビス」と称す）２の一方の端面（以下「ビス外面」と称す）２１の一部に重なるように導電性インクまたは金属粉末含有インクによってアンテナパターン３を印刷する第３工程（Ｓ３、図２の（ｃ）参照）と、
第３工程において形成されたアンテナパターン３の表面にメッキ４を施す第４工程（Ｓ４、図２の（ｄ）参照）と、
第４工程において形成されたメッキ４の表面を、撥水性インク５によって被覆する第５工程（Ｓ５、図４の（ａ））と、
被印刷体１の外面１１のうち第５工程において形成された撥水性インク５の表面を除く範囲に、予備コート６を印刷する第６工程（Ｓ６、図４の（ｂ））と、
第５工程において形成された撥水性インク５の表面に濡れ性を付与する第７工程（Ｓ７、図４の（ｃ））と、
第６工程において形成された予備コート６の表面および第７工程において濡れ性が付与された撥水性インク５（以下「濡れ性インク７」と称す）の表面に、化粧コート８を印刷する第８工程（Ｓ８、図４の（ｄ））と、を有する。

（撥水性インク）
撥水性インク５は、シリコーンオイルを含有したインクであって、通常のインクに５〜３０ｖｏｌ％、好ましくは１０ｖｏｌ％のシリコーンオイルを混合したものである。撥水性インク５は、メッキ４の表面（アンテナパターン３の模様に同じ）の表面に予備コート６が付着しないようにするものであるから、メッキ４の表面のみに被覆される。

（予備コート）
予備コート６は、全工程が終了した際、メッキ４が施された被印刷体１（外面アンテナが形成された被印刷体１に同じ）の外面１１が平坦になるようにするためのものである。すなわち、外面１１のメッキ４の表面を除く範囲にベタ印刷され、予備コート６の表面が、メッキ４の表面に印刷された撥水性インク５の表面と、略同一面になる厚さになっている。なお、予備コート６の粘度は、通常の印刷被覆時における粘度との粘度比Ｋが０．１〜０．５、好ましくは０．５である。
ところで、全工程が終了した際、被印刷体１の外面１１に外面アンテナ（アンテナパターン３の上に形成されたメッキ４）の模様を浮かび上がらせたい場合には、予備コート６の表面が撥水性インク５の表面より低くなる厚さにする。

（撥水処理）
撥水性インク（シリコーンオイルを含有している）５の表面に濡れ性を付与する撥水処理（Ｓ７）は、表面の被膜を除去あるいは表面アラサの改質によって表面を活性化するものであって、アルカリ洗浄剤による化学処理、プラズマ処理、あるいはブラスト処理による。なお、説明の便宜上、濡れ性が付与された撥水性インク５を「濡れ性インク７」と称している。

（化粧コート）
化粧コート８は、被印刷体１の最終的な表面、すなわち、予備コート６の表面および濡れ性インク７の表面を覆うものであって、所望の色彩、模様、厚さが選択され、最終的に被印刷体に意匠性を付与する。このとき、ビス２の側面と貫通孔１２の内壁面との間に隙間があっても、該隙間はメッキによって埋まっているから、化粧コート８の化粧性が向上している。また、化粧コート８の表面は平坦であるから、第８工程を終了した時点における被印刷体１の意匠性が高められている。そして、化粧コート８は、適宜の手段によって乾燥、固定化される。
なお、化粧コート８を透明または半透明にして、外面アンテナの模様（正確には、アンテナパターン３と同一模様の濡れ性インク７の表面）を視認可能にしてもよい。このとき、メッキ４を着色金属面にしたり、予備コート６に所望の色彩や模様を付与したりして、意匠性を高めるようにしてもよい。

したがって、被印刷体１が携帯電話機のケースである場合には、外観の意匠性がさらに優れた携帯電話機が得られる。また、外面アンテナと通信機能部との配線が容易かつ確実であるから、製造コストが低減すると共に長期間の使用における耐久性が向上する。さらに、外面においては通信機能部（内面側に配置されている）との干渉がないから、アンテナパターンを設計する自由度が高くなり、通信機能の向上を図ることができる。よって、外観が美しく、高性能で、しかも、信頼性の高い安価な携帯電話機が可能になる。
また、被印刷体１は携帯電話機に限定されるものではないから、被印刷体１がアンテナを有する何らかの通信機器のケースである場合には、意匠性および通信機能が優れ、信頼性の高い安価な通信機器が可能になる。
なお、本発明は前記のように、化粧コートを施すための準備工程を限定するものではなく、たとえば、メッキ以外の範囲を厚く印刷したり、全面を塗装してペーパ等をかけて平らにしたり、何れであってもよい。

本発明によれば、意匠性（美観）および通信機能が優れ、信頼性の高い安価な印刷アンテナを製造することができるから、各種通信機器に装備される印刷アンテナの製造方法として、さらに、各種アンテナを装備した各種通信機器として広く利用することができる。

１ 被印刷体
２ ビス（接点部材）
３ アンテナパターン
４ メッキ
５ 撥水性インク
６ 予備コート
７ 濡れ性インク
８ 化粧コート
１１ 外面
１２ 貫通孔
１３ 内面
２１ ビス外面
２３ ビス内面

Claims (6)

1. 非電導性の被印刷体に貫通孔を形成する第１工程と、
   該貫通孔に電導性を有する接点部材を配置する第２工程と、
   前記被印刷体の一方の面に、前記接点部材の一方の端面の一部に重なるように導電性インクまたは金属粉末含有インクによってアンテナパターンを印刷する第３工程と、
   該第３工程において形成されたアンテナパターンの表面にメッキを施す第４工程と、
   を有し、
   前記第４工程において形成されたメッキの一部が前記接点部材に電気的に接続されることを特徴とする印刷アンテナの製造方法。
2. 前記第４工程において前記接点部材の側面にメッキが付着し、該メッキが前記接点部材と前記貫通孔との間の隙間を埋めることを特徴とする請求項１記載の印刷アンテナの製造方法。
3. 前記第４工程において、前記被印刷体の他方の面と前記接点部材の他方の端面とに跨って、メッキが付着することを特徴とする請求項１記載の印刷アンテナの製造方法。
4. 前記第４工程において形成されたメッキの表面に、化粧コートを印刷する工程を有することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の印刷アンテナの製造方法。
5. 前記メッキが、無電解メッキおよび電解メッキを重ねて施したもの、あるいは無電解メッキのみ施したものの何れかであることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の印刷アンテナの製造方法。
6. 請求項１乃至５の何れかに記載の印刷アンテナの製造方法によって製造された印刷アンテナを装備した被印刷体を有することを特徴とする通信機器。

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