JP2010226513A - アンテナパターン及びアンテナパターンの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基材上に、パターン状の金属微粒子焼結膜を形成してなり、金属微粒子焼結膜の表面抵抗が小さく、かつ該表面の平滑性の高いアンテナパターン及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】基材上に、平均一次粒子径が５０ｎｍ以下の、金属又は金属酸化物微粒子を含む塗布液をパターン状に印刷して印刷層を形成し、該印刷層を焼成処理してパターン状の金属微粒子焼結膜を形成してなるアンテナパターンであって、パターン状の金属微粒子焼結膜の表面抵抗が１０Ω／□以下であり、かつ該表面の算術平均粗さ（Ｒａ）が５．０ｎｍ以下であることを特徴とするアンテナパターン及びその製造方法である。
【選択図】なし

Description

本発明は、アンテナパターンに関し、さらに詳しくは、基材上に、金属又は金属酸化物微粒子を含む塗布液を印刷して印刷層を形成し、該印刷層を焼成処理して金属微粒子焼結膜を形成してなるアンテナパターン及び該アンテナパターンの製造方法に関する。

従来から、プラスチック等の基材の上にＩＣチップとアンテナパターンを備え、データの送受信を非接触で行うことができるＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）データキャリアが、非接触式ＩＣタグ、非接触式ＩＣカードなどに利用されている。特に、電波をやりとりして無線通信を行うUHF（Ultra High Frequency)帯（８６０〜９６０ＭＨｚ）のＲＦＩＤは、通信距離が長いことから注目されている。
また、近年、コンピュータのネットワークを形成するための無線ＬＡＮに対して、建物の外部からの侵入を防ぐための電磁波の遮蔽が必要とされており、電磁シールドパターンが形成されたシート状基材が要望されている。
このようなアンテナパターンや電磁シールドパターンをシート基材上に形成するために、例えば、基材上にアルミニウム箔や銅箔などの金属箔を貼り合わせ、エッチングなどの方法によりこれらの電極層を形成することが知られている（例えば、特許文献１参照）。

アンテナの通信距離を十分にするためには、少なくともアンテナの体積抵抗率が１×１０^-5Ω・ｃｍ以下であることが必要であり、特許文献１に開示されるような手法で作製されたアンテナパターンは、このような物性を満足するものである。
しかしながら、特許文献１に開示されるような手法では、紙基材に対し、アンテナパターンを形成するのが非常に困難であり、また、フィルム基材などに対してアンテナパターンを形成する場合も、非常に多くの工程が必要となる。

一方、通常の導電性ペーストを使用してアンテナパターンを形成する方法もあり、例えば、導電性粉末と電子線硬化型成分とを含む電子線硬化型導電ペーストと、電子線硬化型成分を含む電子線硬化型絶縁ペーストの内の少なくとも一方のペーストを用いて基材上にアンテナ回路を形成することを特徴とする、電子線を用いた非接触型ＩＣメディアのアンテナ回路の形成方法が提案されている（特許文献２参照）。しかしながら、この方法では、粒径の大きい微粒子を使用するため、アンテナパターンの表面の凹凸が大きくなり、特に、電波により情報を通信するＵＨＦタグでは、通信距離が短くなる不具合が生じる。また、ＩＣチップや、ＩＣチップを担持した回路部品をアンテナへ実装する際に、界面に凹凸があることで接触抵抗が大きくなり、接合が不十分となって、信頼性が低下するという問題が生じる。

また、導電性物質と、塩化ビニル／酢酸ビニル／（メタ）アクリル酸ヒドロキシアルキル共重合体樹脂とを含む導電性インキを用い、該導電性インキを印刷することにより、基材上に導電回路を形成し、形成された導電回路を加熱、加熱加圧、または紫外線照射し、導電回路の表面を平滑化する技術が提案されている（特許文献３参照）。しかしながら、この技術をもってしても、表面の平滑度は十分とは言えず、例えば、ナノ粒子を含む導電性接着剤により接合を行う技術や、超音波によって金属を接合する技術など、近年注目されている接合技術を、印刷で形成された回路へ適用するのは非常に困難であった。

特開２００３−１５０９２４号公報 特開２００２−１９７４３５号公報 国際公開第２００６／０９５６１１号

本発明は、このような状況下になされたもので、基材上に、パターン状の金属微粒子焼結膜を形成してなり、金属微粒子焼結膜の表面抵抗が小さく、かつ該表面の平滑性の高いアンテナパターン及びその製造方法を提供することを目的とするものである。

本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、基材に金属等の微粒子を印刷し、粒子どうしを焼結させて、薄膜を形成する技術を用いることで、基材に直接パターン状の金属微粒子焼結膜を形成し得ることが可能であること、さらには、この方法を用いることで、優れた導電性を有し、かつ平滑性の高いパターン状の金属微粒子焼結膜を基材上に設けられることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。

すなわち、本発明は、基材上に、平均一次粒子径が５０ｎｍ以下の、金属又は金属酸化物微粒子を含む塗布液をパターン状に印刷して印刷層を形成し、該印刷層を焼成処理してパターン状の金属微粒子焼結膜を形成してなるアンテナパターンであって、パターン状の金属微粒子焼結膜の表面抵抗が１０Ω／□以下であり、かつ該表面の算術平均粗さ（Ｒａ）が５．０ｎｍ以下であることを特徴とするアンテナパターン、及び基材上に、平均一次粒子径が５０ｎｍ以下の、金属又は金属酸化物微粒子を含む塗布液をパターン状に印刷して印刷層を形成する工程、該印刷層を焼成処理してパターン状の金属微粒子焼結膜を形成する工程を有するアンテナパターンの製造方法であって、焼成処理が、不活性ガス雰囲気下又は還元性ガス雰囲気下で発生するプラズマにより焼成されることを特徴とするアンテナパターンの製造方法、
を提供するものである。

本発明によれば、基材上に、パターン状の金属微粒子焼結膜を形成してなり、優れた導電性を有し、かつ平滑性の高いアンテナパターンを提供することができる。

本発明のアンテナパターンは、基材上に、平均一次粒子径が５０ｎｍ以下の、金属又は金属酸化物微粒子を含む塗布液をパターン状に印刷して印刷層を形成し、該印刷層を焼成処理してパターン状の金属微粒子焼結膜を形成してなる。

（基材）
本発明において用いる基材としては、アンテナパターンに用いられるものであれば特に制限されるものではなく、例えば、ソーダライムガラス、無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、高歪点ガラス、石英ガラス等のガラス基板、アルミナ、シリカなどのセラミックス基板等の無機材料を用いることができ、さらに高分子材料、紙などを用いることもできる。
また、本発明では後に詳述するように、金属又は金属酸化物微粒子が低温かつ短時間で焼結されて導電性薄膜が形成されるため、基材に損傷を与えることが少なく、高歪点ガラスなど耐熱性の高い特殊なガラスを使わなくてもよく、耐熱性の低い通常のソーダライムガラス等であっても使用することができる。さらには、プラスチックなどの高分子材料も基材とすることができ、特にポリイミドなどの樹脂フィルムを用いることができる点で非常に有用である。

基材として用い得る高分子材料としては、用途に応じて種々のものを挙げることができるが、融点２００℃以上のものが好ましく、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、エポキシ樹脂、ガラス−エポキシ樹脂、ポリフェニレンエーテルなどを使用することができる。これらのうち、耐熱性、機械強度、電気絶縁性、耐薬品性などの点では、ポリイミド樹脂が好ましく、柔軟性、コスト、基材の平滑性の点ではポリエチレンテレフタレート、及びポリエチレンナフタレートが好ましい。
本発明のアンテナパターンは、樹脂フィルム基材に対しても、金属微粒子焼結膜の密着性が良好である。これは、樹脂フィルム基材表面にわずかに存在するカルボキシル基、アミノ基、水酸基など極性の強い官能基と、本発明のような特異な構造を持つ金属微粒子焼結膜が、界面でイオン結合などの化学的な相互作用をしているためと考えられる。

基材の厚さについては特に制限はないが、基材が無機材料である場合には、通常０．１〜１０ｍｍ程度、好ましくは０．５〜５ｍｍである。
一方、プラスチック基材の場合には、通常１０〜３００μｍの範囲である。１０μｍ以上であると、アンテナパターンを形成する際に基材の変形が抑制され、形成されるアンテナパターンの形状安定性の点で好適である。また、３００μｍ以下であると巻き取り加工を連続して行う場合に、柔軟性の点で好適である。

（金属又は金属酸化物微粒子）
金属の種類としては、導電性を有するものであれば特に制限されるものではなく、金、銀、白金、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、オスミウムなどの貴金属；銅、ニッケル、スズ、鉄、クロム、アルミニウム、モリブデン、タングステン、亜鉛、チタン、鉛などの卑金属が挙げられる。
これらのうち、高い導電性を有し、かつ微粒子を容易に維持できる点から、金、銀、銅、及びニッケルが好ましく、導電性、経済性、耐マイグレーション性などを加味すると、銅が好ましい。
これらの金属は１種を単独で用いてもよいし、２種以上を混合して、又は合金化して使用してもよい。また、金属酸化物としては、酸化銀、酸化第一銅、酸化第二銅又はこれらの混合物などが好適に挙げられる。これらのうち、特に銅の化合物が好ましく、とりわけ、銅の酸化物（酸化第一銅、酸化第二銅又はこれらの混合物）が好適である。
なお、ここで金属酸化物には、金属の表面が酸化された態様も含む。特に、金属は、微粒子形状としたときに、酸化により表面が酸化されることがあり、本発明では、このような表面が酸化された金属微粒子も用いることができ、本発明においては、表面が酸化された銅が好ましい。

上記金属微粒子及び金属酸化物微粒子の調製方法としては種々の方法があるが、メカノケミカル法などによる金属粉を粉砕して得る物理的な方法；ＣＶＤ法や蒸着法、スパッタ法、熱プラズマ法、レーザー法のような化学的な乾式法；熱分解法、化学還元法、電気分解法、超音波法、レーザーアブレーション法、超臨界流体法、マイクロ波合成法等による化学的な湿式法と呼ばれる方法で作製できる。
得られた微粒子は、分散液とするために、微粒子にポリビニルピロリドンなどの水溶性高分子やグラフト共重合高分子のような保護剤、界面活性剤、金属と相互作用するようなチオール基やアミノ基、水酸基、カルボキシル基を有する化合物で被覆することが好ましい。また、合成法によっては、原料の熱分解物や金属酸化物が粒子表面を保護し、分散性に寄与する場合もある。熱分解法や化学還元法などの湿式法で作製した場合は、還元剤などがそのまま微粒子の保護剤として作用することがある。
また、分散液の分散安定性を高めるために、微粒子の表面処理を行ったり、高分子、イオン性化合物、界面活性剤等からなる分散剤を添加してもよい。

上記微粒子の平均一次粒子径は５０ｎｍ以下である。平均一次粒子径が５０ｎｍ以下であると、融点が低く維持され、十分な焼結が可能であり、高い導電性が得られる。下限値については、特に制限はないが、１ｎｍ以上であることが好ましい。平均一次粒子径が１ｎｍ以上であると、分散液の分散安定性が良好であり、アンテナパターンを形成した際の導電性が良好となる。以上の観点から、微粒子の平均一次粒子径は、２〜３０ｎｍの範囲がさらに好ましい。
ここで、分散液中の微粒子の平均一次粒子径は、透過型電子顕微鏡による観察像から測定される。
なお、これらの微粒子は、単結晶からなる微粒子であっても、より小さい結晶子が複数集まった多結晶微粒子であってもよい。

微粒子の分散液（塗布液）を構成し、上記微粒子を分散させる分散媒としては、水及び／又は有機溶媒を用いることができる。有機溶媒としては、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリンなどのアルコール類；トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素；アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン類；酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、酢酸イソブチルなどのエステル類；テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールモノメチルエーテル（メチルセロソルブ）、エチレングリコールモノエチルエーテル（エチルセロソルブ）、エチレングリコールモノブチルエーテル（ブチルセロソルブ）などのエーテル類；ヘキサン、デカン、ドデカン、テトラデカン等の脂肪族炭化水素；シクロヘキサン等の脂環式炭化水素などが挙げられる。

さらに、造膜性を高めること、印刷適性を付与すること、及び分散性を高めることを目的として、例えばポリエステル樹脂、アクリル樹脂、あるいはウレタン樹脂等を樹脂バインダーとして分散液に添加してもよい。また、必要に応じて、粘度調整剤、表面張力調整剤、あるいは安定剤等を添加してもよい。

本発明の微粒子分散液は、固形分濃度が５〜６０質量％の範囲が好ましい。固形分濃度が５質量％以上であると十分な導電性が得られ、６０質量％以下であると、粘度が十分に低く、基材への微粒子分散液の印刷が容易である。以上の観点から、微粒子分散液中の固形分濃度は１０〜５０質量％の範囲がより好ましい。

基材上に微粒子分散液を印刷する方法としては特に制限されず、グラビア印刷、スクリーン印刷、スプレーコート、スピンコート、コンマコート、バーコート、ナイフコート、オフセット印刷、フレキソ印刷、インクジェット印刷、ディスペンサ印刷などの方法を用いることができる。これらのうち、微細なパターニングを行うことができるという観点から、グラビア印刷、フレキソ印刷、スクリーン印刷、及びインクジェット印刷が好ましい。
また、本発明では、基材上に微粒子分散液を所望のパターンに直接印刷することができるため、従来のフォトレジストを用いた手法に比較して、著しく生産性を向上させることができる。

基材上の微粒子分散液は印刷後、通常の方法で乾燥を行ってもよい。具体的には、例えば、通常のオーブン等を用いて、８０〜１４０℃程度の温度で０．１〜２０分程度加熱して乾燥させる。乾燥後の印刷部分の膜厚は用途等に応じ、適宜塗布量や微粒子の平均一次粒子径等を変化させて制御することができるが、通常、０．０１〜１００μｍの範囲、好ましくは０．１〜５０μｍの範囲である。

（焼成処理）
次に、本発明における焼成は、上記のようにして形成した印刷層を焼成処理してパターン状の金属微粒子焼結膜を形成するものである。該焼成の方法としては、金属又は金属化合物微粒子が融着して、金属微粒子焼結膜を形成することができる方法であれば特に制限はなく、例えば、焼成炉で行ってもよいし、プラズマ、加熱触媒、紫外線、真空紫外線、電子線、赤外線ランプアニール、フラッシュランプアニール、レーザーなどを用いてもよい。これらの焼成は、不活性ガス雰囲気下又は還元性ガス雰囲気下で行うのが、金属微粒子焼結膜の導電性の観点から好ましい。
これらの焼成処理は、短時間に行われるのが好ましく、昇温速度は１００℃／分以上、好ましくは２００℃／分以上で行うのがよい。焼成反応にかかる時間は、５分以内、さらには２分以内とすることが好ましく、粒成長を抑制することができる。

また、金属微粒子が卑金属又は酸化物を含む場合は、還元性を持つ活性種を発生させる方法が好ましい。さらに、基材が樹脂や低耐熱基材である場合には、基材の熱ダメージを防ぐために、微粒子を塗布層の表層から加熱する方法を用いるのが好ましい。
上記のような焼成方法のうち、特に、マイクロ波エネルギーの印加により発生する表面波プラズマ（以下「マイクロ波表面波プラズマ」と称することがある。）による焼成処理は、基材への熱ダメージが少なく、大面積の処理が可能で、短時間の焼成処理が可能である。

本発明においては、マイクロ波表面波プラズマに晒すことにより焼成処理して、金属微粒子焼結膜、特にはパターン状の金属微粒子焼結膜からなるアンテナパターンを形成することが好ましい。
なお、表面波プラズマの処理の前に、金属又は金属酸化物微粒子を含む塗布液を印刷した印刷層に含まれる分散剤等の有機物を除去するために、大気下または酸素を含む雰囲気下、２００〜５００℃程度の温度で１０分から２時間程度加熱することが好ましい。この加熱により、有機物が酸化分解除去される。

＜表面波プラズマの発生方法＞
前記表面波プラズマの発生方法に特に制限はなく、例えば減圧状態の焼成処理室の照射窓からマイクロ波エネルギーを供給し、該焼成処理室内に照射窓に沿う表面波プラズマを発生させる無電極プラズマ発生手段を用いることができる。

前記プラズマ発生手段としては、例えば焼成処理室の照射窓から周波数２４５０ＭＨｚのマイクロ波エネルギーを供給し、該処理室内に、電子温度が約１ｅＶ以下、電子密度が約１×１０¹¹〜１×１０¹³ｃｍ^-3のマイクロ波表面波プラズマを発生させることができる。
なお、マイクロ波エネルギーは、一般に周波数が３００ＭＨｚ〜３０００ＧＨｚの電磁波であるが、例えば、２４５０ＭＨｚの電磁波が用いられる。この際、マイクロ波発振装置であるマグネトロンの精度誤差などのために２４５０ＭＨｚ／±５０ＭＨｚの周波数範囲を持っている。

このようなマイクロ波表面波プラズマは、プラズマ密度が高く、電子温度が低い特性を有し、前記印刷層を低温かつ短時間で焼成処理することが可能であり、緻密かつ平滑な金属微粒子焼結膜からなるアンテナパターンを形成することができる。表面波プラズマは、処理面に対して、面内で均一の密度のプラズマが照射される。その結果、他の焼成方式と比べて、面内で部分的に粒子の焼結が進行するなど、不均一な膜が形成されることが少なく、また粒成長を防ぐことができるため、非常に緻密で、平滑な膜が得られる。また、面内処理室内に電極を設ける必要がないので、電極由来の不純物のコンタミネーションを防ぐことができ、また処理材料に対して異常な放電によるダメージを防ぐことができる。さらに、プラスチック基材を用いる場合には、該基材のダメージが少ない。
また、マイクロ波表面波プラズマは、例えばポリエステル、ポリイミドのような樹脂基材に対する金属微粒子焼結膜の密着性を高めるのに好ましい。この理由としては、マイクロ波表面波プラズマは、金属微粒子焼結膜との界面で水酸基、アミノ基、カルボキシル基などの極性官能基を発生させやすいためと推測される。

本発明においては、マイクロ波表面波プラズマを、還元性気体の雰囲気、好ましくは水素ガス雰囲気下で発生させる。これにより、金属微粒子表面に存在する絶縁性の酸化物が還元除去され、導電性能の良好なアンテナパターンが形成される。
このように、還元性気体の雰囲気下で、マイクロ波表面波プラズマを発生させ、前記印刷層を焼成処理することにより、金属微粒子表面に存在する酸化物が還元除去されるので、本発明においては、金属微粒子として、表面が酸化されている粒子や、内部まで酸化されている粒子を用いることができる。
なお、還元性雰囲気を形成する還元性気体としては、水素、一酸化炭素、アンモニアなどのガス、あるいはこれらの混合ガスが挙げられるが、特に、副生成物が少ない点で水素ガスが好ましい。
また、還元性気体には、窒素、ヘリウム、アルゴン、ネオン、クリプトン、キセノンなどの不活性ガスを混合して用いれば、プラズマが発生し易くなるなどの効果がある。

本発明のアンテナパターンにおける金属微粒子焼結膜とは、金属微粒子が融着した状態となっている部分をいい、それより下層においては金属微粒子が必ずしも融着している必要はなく、また、金属化合物を微粒子として用いる場合には、金属に還元されている必要もない。すなわち、基材上の印刷層を焼成するに際し、表面から焼結が進行し、印刷層の表面の近傍は金属微粒子焼結膜が形成されており、焼結基材の近傍では、金属又は金属酸化物の微粒子が維持されていてもよい。特に、基材と接する面は微粒子が粒子形状を維持していると、密着性を高めるとの観点から好ましい。

本発明のアンテナパターンがアンテナとしての十分な機能を有するという観点からは、ある程度の金属微粒子焼結膜の厚さが必要であり、１０ｎｍ以上であることが好ましい。これに対し、耐屈曲性や柔軟性の点から、金属微粒子焼結膜の厚さは５０μｍ以下であることが好ましい。以上の観点から、金属微粒子焼結膜の厚さは、通常１０ｎｍ〜５０μｍ程度であり、５０ｎｍ〜３０μmの範囲が好ましく、１００nm〜５μｍの範囲がさらに好ましい。
また、本発明においては、印刷層の平均全厚に対する、金属微粒子焼結膜の平均厚さ（微粒子が融着している表面からの平均深さ）の相対値を焼結深度（％）と定義し、該焼結深度が、１０％〜１００％であることが好ましい。該焼結深度が１０％以上であると、アンテナとしての十分な機能を達成し得る。

本発明のアンテナパターンは、パターン状の金属微粒子焼結膜の表面抵抗が１０Ω／□以下であり、導電性が良好である。用いる金属又は金属酸化物微粒子の粒径、焼成の条件等によって、表面抵抗はさらに低下させることができ、好ましくは、５Ω／□以下、さらには、１Ω／□以下とすることもできる。
また、本発明のアンテナパターンは、金属微粒子焼結膜の表面の平滑度が高く、算術平均粗さ（Ｒａ）が、５．０ｎｍ以下である。Ｒａが５．０ｎｍ以下であると、ＩＣチップの実装時に、接触抵抗が十分に小さく、接合が良好となって、高い信頼性が得られる。また、異方導電性フィルム（ＡＣＦ；Anisotropic Conductive Film）、異方導電性ペースト（ＡＣＰ；Anisotropic Conductive Paste）などの異方導電材料で接合した場合でも、高い信頼性が得られ、さらには、金属微粒子焼結膜が緻密であるため、金属ナノ粒子を含有する接着剤や、超音波接合などによる接合によっても、高い信頼性が得られる。
なお、ここで、算術平均粗さ（Ｒａ）は、ＪＩＳ Ｂ０６０１で定義され、本発明では、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）により求めた粗さを、５μｍ×５μｍの面内で平均化した値である。

また、本発明のアンテナパターンにおいては、金属微粒子焼結膜の断面の空隙率が１％以下であることが好ましい。該空隙率が１％以下であると、金属微粒子焼結膜と基材との密着性が高い。以上の点から、該空隙率は０．５％以下であることが好ましい。
この空隙率は、走査型電子顕微鏡を用いて金属微粒子焼結膜の断面観察を行い、得られた画像を画像処理によって黒色の部分を空隙とし、空隙部の面積比から算出する。なお、空隙率は、基材を除く金属微粒子焼結膜から算出し、基材と金属微粒子焼結膜の界面の空隙は、金属微粒子焼結膜の方に含める。

本発明のアンテナパターンは、基材上に密着性よく設けられたパターン状の金属焼結膜を有し、信頼性が高く、導電性が良好であり、かつ該パターン状の金属焼結膜の表面の平滑性が良好なアンテナパターンである。

次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明は、この例によってなんら限定されるものではない。
（評価方法）
この例で得られたアンテナパターンについて、以下の方法によって評価した。
１．表面抵抗
表面抵抗計として、（（株）ダイアインスツルメンツ製「ロレスタＧＰ」）を使用し、ＰＳＰプローブを用いて、アンテナパターンに４つの針が接触するようにして、４探針法にて表面抵抗を測定した。
２．原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）観察
エスアイアイ・ナノテクノロジー（株）製の原子間力顕微鏡「NanoNavi L-trace」を用い、金属微粒子焼結膜の表面を、タッピングモードで、５μｍ×５μｍの正方形のエリアを５箇所測定した。測定周波数は１Ｈｚで行った。得られた凹凸パターンの算術粗さＲａを面内で平均化した平均面粗さをそれぞれ求め、さらに平均値を求めた。
３．走査型電子顕微鏡観察
（株）日立ハイテクノロジー製の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）「Ｓ−４８００」を用い、加速電圧１ｋＶ、加速電圧１０ｍＡで観察した。ミクロトームを用いて試料を切断し、断面観察を１０万倍の倍率で行った。ＳＥＭ写真から、金属微粒子焼結膜の平均膜厚、及び印刷層の膜厚（平均全厚）を測定し焼結深度を求めた。

実施例１
平均一次粒子径が５ｎｍの銅ナノ粒子トルエン分散液（アルバックマテリアル（株）製固形分３０質量％）を、厚さ７５μｍのポリイミドフィルム（東レ・デュポン（株）製「カプトン３００Ｈ」）に、インクジェット印刷（ＦＵＪＩＦＩＬＭ Ｄｉｍａｔｉｘ社製「ＤＭＰ−２８３１」）により、線幅が約１ｍｍの太さのコイル型アンテナ評価パターンを形成した後、自然乾燥させた。その後、銅微粒子を塗布した基材を、有機成分を除去するために大気下で、あらかじめ３００℃で３０分間加熱した。
続いて、マイクロ波表面波プラズマ処理装置（ミクロ電子（株）製「ＭＳＰ−１５００」）により処理を行った。プラズマ処理は、水素ガスを用い、水素導入圧力２０Ｐａ、水素流量１００ｓｃｃｍとし、マイクロ波出力１０００Ｗで、昇温開始から３０秒間プラズマ処理を行った。
得られた銅ナノ粒子焼結膜について、上記方法により評価した結果を第１表に示す。

実施例２
実施例１で用いたのと同じ分散液を、厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（東レ（株）製「ルミラーＴ６０」）に、インクジェット印刷（ＦＵＪＩＦＩＬＭ Ｄｉｍａｔｉｘ社製「ＤＭＰ−２８３１」）により、線幅が約１ｍｍの太さのコイル型アンテナ評価パターンを形成した後、自然乾燥させた。その後、銅微粒子を塗布した基材を、有機成分を除去するために大気下で、あらかじめ１５０℃で６０分間加熱した。
続いて、マイクロ波出力を５００Ｗとしたこと以外は実施例１と同様のプラズマ処理を行った。得られたアンテナパターンについて、実施例１と同様に評価した結果を第１表に示す。

実施例３
平均一次粒子径が５ｎｍの銅ナノ粒子トルエン分散液（アルバックマテリアル（株）製固形分３０質量％）５０ｇに、イソプロピルアルコールを加え、銅微粒子を沈降させて、２４時間静置した。上澄み液を捨て、アルキルナフテン系炭化水素０．３ｇを加え、更に固形分が８０質量％となるまでテトラデカンを加え、ペースト状インクを調製した。
厚さ７５μｍのポリイミドフィルム（東レ・デュポン（株）製「カプトン３００Ｈ」）に、スクリーン印刷法（スクリーン版５００メッシュ、線径１８μｍ）により、線幅が約１ｍｍの太さのコイル型アンテナ評価パターンを形成した後、自然乾燥させた。その後、銅微粒子を塗布した基材を、有機成分を除去するために大気下で、あらかじめ３５０℃で３０分間加熱した。
続いて、マイクロ波表面波プラズマ処理装置（ミクロ電子（株）製「ＭＳＰ−１５００」）により処理を行った。プラズマ処理は、水素ガスを用い、水素導入圧力２０Ｐａ、水素流量１００ｓｃｃｍとし、マイクロ波出力１０００Ｗで、昇温開始から６０秒間プラズマ処理を行った。
得られた銅ナノ粒子焼結膜について、上記方法により評価した結果を第１表に示す。

比較例１
実施例１において、マイクロ波表面波プラズマによる焼成処理に代えて、電気炉（ネムス（株）製）を用いて焼成したこと以外は実施例１と同様にして銅ナノ粒子焼結膜を得た。焼成の具体的方法としては、水素４％、アルゴン９６％の還元雰囲気下、１０℃／ｍｉｎで３００℃まで昇温後３０分保持し、その後自然冷却した。
得られた銅ナノ粒子焼結膜について、実施例１と同様に評価した結果を第１表に示す。

比較例２
実施例３において、マイクロ波表面波プラズマによる焼成処理に代えて、電気炉（ネムス（株）製）を用いて焼成したこと以外は実施例３と同様にして銅ナノ粒子焼結膜を得た。焼成の具体的方法としては、水素４％、アルゴン９６％の還元雰囲気下、１０℃／ｍｉｎで３５０℃まで昇温後６０分保持し、その後自然冷却した。
得られた銅ナノ粒子焼結膜について、実施例１と同様に評価した結果を第１表に示す。

本発明によれば、基材上に密着性よく設けられたパターン状の金属焼結膜を有し、信頼性が高く、導電性が良好であり、かつ該パターン状の金属焼結膜の表面の平滑性が良好なアンテナパターンが得られる。
このような、本発明のアンテナパターンは、例えば、ＲＦＩＤ、ＩＣタグ、ＩＣカードなどに有効に利用することができる。

Claims (9)

1. 基材上に、平均一次粒子径が５０ｎｍ以下の、金属又は金属酸化物微粒子を含む塗布液をパターン状に印刷して印刷層を形成し、該印刷層を焼成処理してパターン状の金属微粒子焼結膜を形成してなるアンテナパターンであって、パターン状の金属微粒子焼結膜の表面抵抗が１０Ω／□以下であり、かつ該表面の算術平均粗さ（Ｒａ）が５．０ｎｍ以下であることを特徴とするアンテナパターン。
2. 前記金属又は金属酸化物が、銀、銅、酸化銅、及び表面が酸化された銅から選ばれる少なくとも１種である請求項１に記載のアンテナパターン。
3. 前記焼成が、不活性ガス雰囲気下又は還元性ガス雰囲気下で行われる請求項１又は２に記載のアンテナパターン。
4. 前記焼成が水素ガス雰囲気下で行われる請求項３に記載のアンテナパターン。
5. 前記焼成が、マイクロ波エネルギーの印加により発生する表面波プラズマにより行われる請求項１〜４のいずれかに記載のアンテナパターン。
6. 基材上に、平均一次粒子径が５０ｎｍ以下の、金属又は金属酸化物微粒子を含む塗布液をパターン状に印刷して印刷層を形成する工程、該印刷層を焼成処理してパターン状の金属微粒子焼結膜を形成する工程を有するアンテナパターンの製造方法であって、焼成処理が、不活性ガス雰囲気下又は還元性ガス雰囲気下で発生するプラズマにより焼成されることを特徴とするアンテナパターンの製造方法。
7. 前記焼成が、マイクロ波エネルギーの印加により発生する表面波プラズマにより行われる請求項６に記載のアンテナパターンの製造方法。
8. 前記焼成が水素ガス雰囲気下で行われる請求項６又は７に記載のアンテナパターンの製造方法。
9. 前記金属又は金属酸化物が、銀、銅、酸化銅、及び表面が酸化された銅から選ばれる少なくとも１種である請求項６〜８のいずれかに記載のアンテナパターンの製造方法。