JP2010268073A - Ｉｃタグ用アンテナおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】従来より薄い膜厚で、非接触型記憶媒体に必要とされる低電気抵抗を達成できるＩＣタグ用アンテナと、このＩＣタグ用アンテナを、低コストでかつ効率的に生産することのできる製造方法を提供する。
【解決手段】銀粒子とバインダと水とを含有する水性導電性インクにより、基材３の表面に、電磁波を送受信するアンテナ部１と、ＩＣチップ４と接続される接続部２とを備える所定回路パターンの薄膜状導電膜アンテナを形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＩＣタグ，ＩＣカード等、無線通信により情報を交換する非接触型記憶媒体に搭載されるアンテナと、その製造方法に関するものである。

近年、その一部に磁気テープを埋設したキャッシュカードやクレジットカード等の接触型記憶媒体に代えて、無線通信により、非接触で情報の読み取りや書き換えが可能なＩＣカード等が普及してきている。また、このＩＣカードの通信・記憶を担うＩＣチップと通信回路（アンテナ）のみからなる小型のＩＣタグが提案され、このＩＣタグを用いたＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ：無線式固体認証）システムは、バーコードに代わる次世代の商品管理方法として開発が急がれている。

これらＩＣカード，ＩＣタグ（ＲＦＩＤタグ）等の非接触型記憶媒体の認識・書換方法には、現在、電磁波誘導方式と電波方式の二種があるが、いずれの方式においても、これらの通信を担うアンテナ部は、データ送受信可能距離の拡大と、送受信時の損失低減のために、低抵抗であることが必須となっている。

このようなＩＣタグ用のアンテナ回路を形成する方法として、従来、銅線のコイルや針金等をアンテナとして利用する方法や、銅箔やアルミニウム箔等の金属箔を基材に転写する方法、あるいは、プラスチックフィルム等の基材に積層した金属箔に、耐エッチング性インクをアンテナ回路パターンに印刷した後、この金属箔をエッチングする方法等が用いられてきた。

しかしながら、これらの方法は、その生産性には限界があり、大量生産には向いていないことから、昨今、ＩＣタグ用のアンテナ回路（導電回路）を高速で大量に生産する方法として、導電性ペースト（導電インク）をスクリーン印刷等により形成する方法が開発され、実用化されつつある。このような方法に用いる導電性ペーストは、バインダーとして、主にポリエステル樹脂やエポキシ樹脂を使用したものであり、形成されるアンテナ回路としては、体積抵抗値が１０^-5Ω・ｃｍオーダーのものが得られている（例えば、特許文献１〜５等を参照）。

特開２０００−２６０２２４号公報 特開２００３−１６８３６号公報 特開２００３−１１０２２５号公報 特開２００５−５６７７８号公報 特開２００５−２５９５４６号公報

ところで、上記のような従来の導電性ペーストを用いて形成されたＩＣタグ用アンテナは、所要の体積抵抗値を得るために、数μｍ〜数十μｍ（乾燥時）の膜厚が必要であり、この厚さの導電膜を基材上に固着させるためには、１００℃以上で、かつ、数分〜数十分程度の乾燥工程を設けなければならない。そのため、これらの点がボトルネックとなって、ＩＣタグ用途としての生産性およびコスト競争力等が向上しないという問題があった。

また、上記従来のＩＣタグ用アンテナを製造（印刷）する工程に、比較的印刷速度の遅い印刷方法であるフラットシルクスクリーン印刷（印刷速度：１〜２ｍ／分）、あるいは、ロータリーシルクスクリーン印刷（印刷速度：５〜２０ｍ／分）が用いられており、これらシルクスクリーン印刷においては、最も細かいスクリーンメッシュを用いても、スクリーン紗厚が約２０μｍ以上となってしまい、膜厚５μｍ以下の被膜の形成がむずかしいという問題もある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、従来より薄い膜厚で、非接触型記憶媒体に必要とされる低電気抵抗を達成できるＩＣタグ用アンテナと、このＩＣタグ用アンテナを、低コストでかつ効率的に生産することのできる製造方法の提供をその目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明は、銀粒子とバインダと水とを含有する水性導電性インクにより、基材の表面に、電磁波を送受信するアンテナ部とＩＣチップと接続される接続部とを備える所定回路パターンの薄膜状導電膜が形成されているＩＣタグ用アンテナを第１の要旨とする。

また、本発明は、銀粒子とバインダと水とを含有する水性導電性インクを、その表面に所定のパターンのインク保持部が形成されたフレキソ印刷版に保持させる工程と、このフレキソ印刷版に基材を密着させ、上記インク保持部に保持された水性導電性インクを基材の表面に転写する工程と、この転写後に上記転写されたインクを加熱して、上記基材の表面に、アンテナ部およびＩＣチップ接続部を有する所定回路パターンの薄膜状導電膜を形成する工程と、を備えるＩＣタグ用アンテナの製造方法を第２の要旨とする。

そして、本発明は、銀粒子とバインダと水とを含有する水性導電性インクの液滴を、複数のノズルから吐出して、基材の表面に所定のパターンの印刷層を形成する工程と、この印刷後に上記印刷層のインクを加熱して、上記基材の表面に、アンテナ部およびＩＣチップ接続部を有する所定回路パターンの薄膜状導電膜を形成する工程と、を備えるＩＣタグ用アンテナの製造方法を第３の要旨とする。

すなわち、本出願人は、前記課題を解決するため鋭意研究を重ね、その結果、銀粒子とバインダおよび溶媒としての水からなる水性導電性インクを用いて、フレキソ印刷あるいはインクジェット印刷手法等により、基材の表面上に薄膜状の所定回路パターンの導電膜を形成することにより、ＩＣタグ等の非接触型記憶媒体に搭載される通信手段に適した特性のアンテナを構成できることを見出し、本発明に到達した。

本発明は、以上のような知見にもとづきなされたものであり、本発明のＩＣタグ用アンテナは、銀粒子とバインダおよび水を含有する水性導電性インクにより形成されていることから、その製作時や焼却時等にも有害ガスの発生がなく、再利用されず大量消費されるＩＣタグ（ＲＦＩＤタグ）用途等に使用しても、有機溶剤を含有する導電性ペーストを使用した従来のＩＣタグ用アンテナに比べ、環境への負荷が少ない。したがって、本発明のＩＣタグ用アンテナは、地球環境に優しいＩＣタグ用アンテナとすることが可能である。

また、本発明において、そのなかでも、上記導電膜が、フレキソ印刷により形成されたフレキソ印刷導電膜であるもの、または、インクジェット印刷により形成されたインクジェット印刷導電膜であるものは、上記水性導電性インクを用いることにより、従来のスクリーン印刷を用いたＩＣタグ用アンテナに比べ、非常に薄い導電膜を形成することができ、好適である。したがって、このＩＣタグ用アンテナは、上記水性導電性インクの量、ひいてはこのインクに含まれる高価な銀（銀粒子）の使用量を削減することができる。また、銀（銀粒子）の使用量が少ないことから、このＩＣタグ用アンテナのコストを低減することが可能になる。

さらに、本発明において、そのなかでも、特に、上記銀粒子の平均粒径が０．２〜１００ｎｍであるものは、上記フレキソ印刷あるいはインクジェット印刷で導電膜（アンテナ）を形成した場合、薄膜でありながら表面荒れが少なく、その表面から銀粒子が突出することのない、フラットで均一な導電膜を形成できるという利点を有する。

なお、上記水性導電性インクに含有される銀粒子の平均粒径が０．２ｎｍ未満の場合、あるいは、銀粒子の平均粒径が１００ｎｍを超える場合は、均一で平滑な導電膜を形成できないおそれがある。

また、本発明において、上記導電膜におけるアンテナ部の膜厚が０．１〜５μｍであり、このアンテナ部の体積抵抗値が１．０×１０^-4Ω・ｃｍ以下であるものは、従来のスクリーン印刷を用いて形成されたＩＣタグ用アンテナより薄いアンテナでありながら、ＩＣタグ等の非接触型記憶媒体用途に要求される体積抵抗値をクリアすることができる。このＩＣタグ用アンテナの性能は、本発明の構成である、銀粒子とバインダと水とを含有する水性導電性インクを用いた導電膜により、達成されたものである。

そして、本発明において、そのなかでも、特に、上記導電膜におけるＩＣチップ接続部の膜厚が、上記アンテナ部の膜厚（すなわち、アンテナにおける上記接続部以外の部位）より厚く形成されているものは、このＩＣチップと接触する部位（端子部，リード部等）が強化され、荷重等に対する耐性が向上する。したがって、このＩＣタグ用アンテナは、上記アンテナの接続部にＩＣチップ等を実装（圧着）するための荷重が加わった場合でも、このアンテナのＩＣチップ接続部の破損が防止される。

つぎに、本発明のＩＣタグ用アンテナを製造する第１の方法は、銀粒子とバインダと水とを含有する水性導電性インクを、その表面に所定のパターンのインク保持部が形成されたフレキソ印刷版に保持させる工程と、このフレキソ印刷版に基材を密着させ、上記インク保持部に保持された水性導電性インクを基材の表面に転写する工程と、この転写後に上記転写されたインクを加熱して、上記基材の表面に、アンテナ部およびＩＣチップ接続部を有する所定回路パターンの薄膜状導電膜を形成する工程と、を備える。

また、本発明のＩＣタグ用アンテナを製造する第２の方法は、銀粒子とバインダと水とを含有する水性導電性インクの液滴を、複数のノズルから吐出して、基材の表面に所定のパターンの印刷層を形成する工程と、この印刷後に上記印刷層のインクを加熱して、上記基材の表面に、アンテナ部およびＩＣチップ接続部を有する所定回路パターンの薄膜状導電膜を形成する工程と、を備える。

上記２つの製造方法によれば、ＩＣタグ等の非接触型記憶媒体用に適した特性のアンテナを、低コストでかつ高速・効率的に生産することができる。

また、本発明の製造方法において、そのなかでも、上記水性導電性インクの粘度が０．５〜１０００ｍＰａ・ｓに調整されている場合は、薄膜でありながら表面荒れが少なく、フラットで均一な表面の導電膜アンテナを、効率よく生産することができる。しかも、この水性導電性インクの粘度は、上記フレキソ印刷および上記インクジェット印刷に適したものであることから、この水性導電性インクの使用量、ひいてはこのインクに含まれる高価な銀（銀粒子）の使用量が削減され、このＩＣタグ用アンテナのコストを低減することができる。なお、上記水性導電性インクの粘度が０．５ｍＰａ・ｓ未満の場合、または、１０００ｍＰａ・ｓを超える場合は、均一な導電膜を塗工できないおそれがある。

そして、本発明のフレキソ印刷法によるＩＣタグ用アンテナの製造に用いる上記フレキソ印刷版のインク保持部において、上記ＩＣチップ接続部を形成するためのパターン領域が、上記アンテナ部を形成するためのパターン領域より多くのインクを保持するように設計されている場合は、上記導電膜におけるＩＣチップと接触する部位（端子部，リード部等）の膜厚が、その他のアンテナ部位（アンテナ部等）より厚く形成される。したがって、このＩＣタグ用アンテナの製造方法は、上記アンテナの接続部にＩＣチップを実装（圧着）するための荷重が加わった場合でも、このアンテナのＩＣチップ接続部が破損することが防止される。

また、本発明のインクジェット印刷法によるＩＣタグ用アンテナの製造において、上記ＩＣチップ接続部を形成するパターン領域に対する単位面積あたりのインク吐出量が、上記アンテナ部を形成するパターン領域に対する単位面積あたりのインク吐出量より多くなるように制御されている場合も同様、上記導電膜におけるＩＣチップと接触する部位（端子部，リード部等）の膜厚が、その他のアンテナ部位（アンテナ部等）より厚く形成される。したがって、このＩＣタグ用アンテナの製造方法も、上記アンテナの接続部にＩＣチップを実装（圧着）するための荷重が加わっても、このアンテナのＩＣチップ接続部が破損することが防止される。

本発明の実施形態におけるＩＣタグ用アンテナの上面図である。 本発明の実施形態におけるＩＣタグ用アンテナの側面図である。 本発明の実施形態におけるＩＣタグ用アンテナを製造するフレキソ印刷方法を説明する概略構成図である。 この実施形態におけるＩＣタグ用アンテナのアンテナ部を製造するのに用いられるフレキソ印刷版の構造を示す模式図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。 この実施形態におけるＩＣタグ用アンテナのＩＣチップ接続部を製造するのに用いられるフレキソ印刷版の構造を示す模式図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。

つぎに、本発明の実施の形態を、図面にもとづいて詳しく説明する。ただし、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。

図１は、本発明の実施形態におけるＩＣタグ用アンテナを上から見た平面図であり、図２は、このＩＣタグ用アンテナを横から見た側面図である。なお、これらの図は厚みを強調して描いている。

本実施形態におけるＩＣタグ用アンテナは、ＩＣカード，ＩＣタグ（ＲＦＩＤタグ）等に用いられるものであり、通常、その端子部位（ＩＣチップ接続部２）にＩＣチップ４等が実装され、このＩＣチップ４等と一体にラミネート（インレット加工）されて、無線通信により情報を交換する非接触型記憶媒体として使用される。

また、このＩＣタグ用アンテナは、ナノオーダーサイズあるいはミクロンオーダーサイズの銀粒子を含有する水性導電性インクを、フレキソ印刷を用いて、フィルム状の基材３の表面（上面）に塗布する方法によって形成されており、図１の平面図のように、略方形状のアンテナ部１，１と、これら左右の各アンテナ部１，１どうしを電気的に接続するブリッジ部と、このブリッジ部から中央側に向かって延びるリード状のＩＣチップ接続部２，２とからなる、所定アンテナパターンの導電膜として構成されている。なお、アンテナ部１の平面形状（回路パターン）は、上記方形（ベタ）状の他、渦巻きコイル状や、その他特殊な波型形状等、対象とする周波数帯に応じて種々のパターンが存在する。

また、図２の側面図のように、上記アンテナのブリッジ部およびＩＣチップ接続部２は、上記アンテナのアンテナ部１より厚く形成されており、ＩＣチップ４の実装作業（圧着）に伴う荷重にも耐えられるように設計されている。

上記基材３は、樹脂あるいは紙等からなるフィルム状またはシート状で、紙基材としては、コート紙，非コート紙の他、合成紙，ポリエチレンコート紙，含浸紙，耐水加工紙，絶縁加工紙等の各種加工紙が使用できる。

また、基材３を構成する樹脂としては、ポリエステル，ポリエチレンテレフタレート，ポリエチレン，ポリプロピレン，ポリスチレン，ポリビニルアルコール，ポリカーボネート，ポリ塩化ビニル，ポリ塩化ビニリデン，ポリアミド，ポリイミドや、これらの共重合体等、上記カードやタグに用いられる樹脂があげられる。

なお、上記水性導電性インクとの密着性を高める目的で、基材３の表面（インク塗工面）に、予めプラズマ処理やコロナ処理等の表面処理（易接着処理）を施したり、アンカーコート剤や各種ワニス等を塗工しておいてもよい。本実施形態においては、基材３として、コロナ処理したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを使用した。

また、上記ＩＣタグ用アンテナを構成する水性導電性インクは、銀粒子とバインダと水とを主成分とするもの（低温焼成銀導電性インク）である。ここで、主成分とは、全体の過半を占める成分のことをいい、全体が主成分のみからなる場合も含める趣旨である。

上記銀粒子は、その粒子形状が球状，フレーク状，鱗（りん）片状等の銀粉末であり、加熱（焼成）前の平均粒径（または平均円相当径）が０．２〜１００ｎｍの範囲内にあるものである。また、上記銀粒子の平均粒径は、動的光散乱粒子解析装置を用いて光子相関分光法により測定されたものであり、銀粒子の平均粒径が１００ｎｍを超える場合は、導電性が低下するか、あるいは、インクの流動性を阻害して、この水性導電性インクの安定性が低下してしまうおそれがある。

なお、上記平均粒径は、粒子の形状が比較的きれいに揃った球状の銀粒子を対象としたものであり、銀粒子がフレーク状，鱗（りん）片状等の不定形ときは、その測定の向きによって、平均粒径が上記範囲を大きく逸脱するミクロンオーダーサイズの粒子が混在する場合もある。しかしながら、このような大きな粒子が混入した場合でも、フレキソ印刷法においては、特に大きな問題とはならない。また、得られるＩＣタグ用アンテナの物性も同等であることを確認している。

また、上記バインダは、例えば、アクリル系，酢酸ビニル系，ポリビニルアルコール系のような親水性を有するの樹脂等を用いて構成されたものや、銀粒子の周囲に（保護コロイドとしての）アミン系分子を配位させた有機錯体化合物等であり、水性導電性インク中では、上記銀粒子の分散安定化剤として機能し、加熱（焼成）後のＩＣタグ用アンテナ中では、主として銀粒子相互間の固定、および、銀粒子と基材の間の密着性向上に寄与する。

そして、本実施形態においては、このバインダと上記銀粒子とが、水を媒体（分散溶媒）として均一に分散しており、上記フレキソ印刷における作業（印刷）性や仕上がり等を考慮して、その水性導電性インクの粘度が０．５〜１０００ｍＰａ・ｓになるように、上記水性導電性インクが調整されている。ちなみに、インクジェット印刷を用いてＩＣタグ用アンテナを製造する場合は、上記フレキソ印刷を用いて製造する場合に比べ、同じインク固形分の場合でも、その粘度が低くなるように調整される。

なお、本実施形態における水性導電性インクには、必要に応じて可塑剤，滑剤，分散剤，レベリング剤，消泡剤，酸化防止剤等の各種添加剤を添加してもよい。さらには、有機・無機系の充填剤を適宜添加してもよい。

つぎに、上記ＩＣタグ用アンテナをフレキソ印刷機を用いて製造する方法について説明する。
図３は、本発明の実施形態におけるＩＣタグ用アンテナを製造するフレキソ印刷機の概略構成図であり、図中の符号１１は印刷版、１２は版胴、１３はアニロックスロール、１４はステージ、１５はスキージ、１６はインクタンクを示す。

また、図４および図５は、このフレキソ印刷機で用いられる印刷版１１の表面構造（インク保持部）を説明する模式図であり、図４（ａ），（ｂ）はＩＣタグ用アンテナのアンテナ部１を印刷するための印刷版１１の表面構造（アンテナ部印刷用インク保持部１１ａ）を、図５（ａ），（ｂ）はＩＣタグ用アンテナのＩＣチップ接続部２を印刷するための印刷版１１の表面構造（接続部印刷用インク保持部１１ｂ）を表す。

まず、本実施形態におけるＩＣタグ用アンテナの製造に用いるフレキソ印刷版について述べる。この印刷版１１は、ウレタン系アクリレートのプレポリマーと、アクリレートオリゴマーと、アクリレートモノマー，光重合禁止剤，光重合開始剤等の混合物を、ネガフィルムを通した紫外線照射により硬化させ、成形した凸印刷版である。

上記印刷版１１の表面（インク保持面）には、所定形状のアンテナパターンに沿った微細な凹凸が形成されており、それぞれアンテナ部印刷用インク保持部１１ａと接続部印刷用インク保持部１１ｂとされる。

上記印刷版１１のアンテナ部印刷用インク保持部１１ａは、図４（ａ）の平面図ように、規則的に配置された多数の丸状凸部と、このアンテナ部印刷用インク保持部１１ａを区画するリブ状の縁部とからなり、これらの間に形成された凹部（図４（ｂ）の断面図参照）に、上記水性導電性インクが保持される。なお、このアンテナ部印刷用インク保持部１１ａに保持される単位面積あたりのインク量は、約０．１〜１０ｍｌ／ｍ²に設定されている。

上記印刷版１１の接続部印刷用インク保持部１１ｂは、図５（ａ）の平面図ように、同心状に配置された複数条のリブ状凸部と、この接続部印刷用インク保持部１１ｂの輪郭を構成する縁部とからなり、上記アンテナ部印刷用インク保持部１１ａと同様、これらの間に形成された凹部（図５（ｂ）の断面図参照）に、上記水性導電性インクが保持される。なお、この接続部印刷用インク保持部１１ｂは、上記アンテナ部印刷用インク保持部１１ａより多くのインクを保持できるように設計されており、その単位面積あたりのインク保持量は、約１〜１５ｍｌ／ｍ²に設定されている。

上記のような構造のフレキソ印刷版１１を用いたＩＣタグ用アンテナの製造方法は、基本的には、通常のフレキソ印刷と同様の手順である。まず、インクタンク１６から供給されたインク（水性導電性インク）を、アニロックスロール１３を介して印刷版１１に供給し、この印刷版１１の表面に形成された所定アンテナパターンのインク保持部１１ａ，１１ｂに、所定量の水性導電性インクを保持させる。つぎに、この印刷版１１を版胴１２とともに回転させつつ、ステージ１４上に載置された基材３を同期して移動させ、この基材３を上記印刷版１１に密着（キスタッチ）させることにより、上記各インク保持部１１ａ，１１ｂに保持された水性導電性インクを、この基材３の表面（印刷面）に転写する。

この時、先に述べたとおり、上記ＩＣチップ接続部２を形成するためのパターン領域（接続部印刷用インク保持部１１ｂ）が、上記アンテナ部１を形成するためのパターン領域（アンテナ部印刷用インク保持部１１ａ）より多くのインクを保持するように設計されていることから、上記アンテナのＩＣチップ接続部２には、上記アンテナのアンテナ部１より多くのインクが、表面に盛り上がるように転写される（図２の側面図参照）。

その後、上記水性導電性インクが転写された後の基材３を、オーブン等の乾燥機に投入し、水性導電性インクを加熱することにより、このインク中の水分が蒸発するとともに、上記インク中の銀粒子が焼成されて、導電性膜が成膜される。そして、この結果、上記ＩＣチップ接続部２の膜厚が、上記アンテナ部１の膜厚より厚く形成された、本実施形態のＩＣタグ用アンテナが得られる。

上記の方法により、アンテナ部１の膜厚が０．１〜５μｍで、かつ、このアンテナ部１の体積抵抗値が１．０×１０^-4Ω・ｃｍ以下のＩＣタグ用アンテナを製造することができた。

また、本実施形態におけるＩＣタグ用アンテナは、上記のように、ＩＣチップ接続部２の膜厚が、上記アンテナ部１の膜厚より厚く形成されていることから、ＩＣチップ４と接触する部位（端子部，リード部等）が強化され、荷重等に対する耐性が向上する。したがって、このＩＣタグ用アンテナは、上記ＩＣチップ接続部２にＩＣチップ４等を実装（圧着）するための荷重が加わった場合でも、このアンテナの割れや破損等が防止される。

また、上記ＩＣチップ接続部２を形成するための接続部印刷用インク保持部１１ｂが、上記アンテナ部１を形成するためのアンテナ部印刷用インク保持部１１ａより多くのインクを保持するように設計されていることから、この実施形態におけるＩＣタグ用アンテナの製造方法は、一回の工程通過（ワンパス）で上記構成のＩＣタグ用アンテナを製造することが可能で、フレキソ印刷工程の高速性（印刷速度：２０ｍ／分以上）と相俟って、ＩＣタグ等の非接触型記憶媒体用に適した特性のアンテナを、低コストでかつ高速・効率的に生産することができる。

なお、以上の実施形態においては、ＩＣタグ用アンテナをフレキソ印刷機を用いて製造する方法についてのみ詳述したが、同様のＩＣタグ用アンテナは、インクジェット印刷機を用いても製造できる。また、このインクジェット印刷を用いた製造方法によっても、上記フレキソ印刷を用いた製造方法と同様、一回の工程通過（ワンパス）で上記構成のＩＣタグ用アンテナを製造することができる。したがって、インクジェット印刷を用いたＩＣタグ用アンテナの製造方法によっても、ＩＣタグ等の非接触型記憶媒体用に適した特性のアンテナを、低コストでかつ高速・効率的に生産することが可能である。

また、インクジェット印刷法によるＩＣタグ用アンテナの製造において、基材３上の上記ＩＣチップ接続部２に相当するパターン領域に対する単位面積あたりのインク吐出量を、上記アンテナ部１に相当するパターン領域に対する単位面積あたりのインク吐出量より多くなるように制御した場合は、上記フレキソ印刷を用いた製造方法と同様、ＩＣチップ接続部２の膜厚が、上記アンテナ部１の膜厚より厚く形成される。

したがって、インクジェット印刷を用いたＩＣタグ用アンテナの製造方法によっても、上記ＩＣチップ４と接触する部位（端子部，リード部等）が強化され、ＩＣチップ４等の実装（圧着）に起因するアンテナの割れや破損等が防止される。

ちなみに、インクジェット印刷法によるＩＣタグ用アンテナの製造の場合、使用される水性導電性インクの一例としては、ノズルからの吐出を考慮して、粘度３〜３０ｍＰａ・ｓ程度に調整したものが用いられる。また、そのノズルの口径（先端開口径）や描くアンテナパターンにもよるが、水性導電性インクに含有される銀粒子としては、その平均粒径が１０〜３０ｎｍ程度のものが、好適に採用される。そして、ＩＣチップ接続部２に対するインク吐出量（インクジェット印刷においては、単位面積あたりの液滴のドット数）を、上記アンテナ部１に対するインク吐出量の約１．５倍〜１０倍程度に制御することによって、上記フレキソ印刷を用いて製造したアンテナと同等の性能を有するＩＣタグ用アンテナを得ることができた。

つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。ただし、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

この実施例においては、水性導電性インクを用いてフレキソ印刷により作製したＩＣタグ用アンテナ［実施例１］〜［実施例３］および［比較例１］，［比較例２］と、上記水性導電性インクを用いてスクリーン印刷により作製したＩＣタグ用アンテナ［比較例３］と、アルミニウム箔をエッチングすることにより得られた従来のＩＣタグ用アンテナ［比較例４］とを用いて、これらのＩＣタグ用アンテナのアンテナ部１の厚さ（μｍ）と、このアンテナ部１の体積抵抗値（比抵抗：Ω・ｃｍ）等を比較した。

実施例１〜３と比較例１，２には、以下の水性導電性インク（低温焼成ナノ銀導電性インク）と基材を使用した。
〔ナノ銀インク〕
Ａ：ＩｎｋＴｅｃ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．社（韓国）製 ＴＥＣ−ＰＲ−０３０
成分 銀粒子−平均粒径：２０〜５０ｎｍ 含有率：４０ｗｔ％以下
バインダ（有機錯体化合物）含有率−３５ｗｔ％以下
２−プロパノール−１０ｗｔ％以下
粘度−５００ｍＰａ・ｓ
Ｂ：ＩｎｋＴｅｃ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．社（韓国）製 ＴＥＣ−ＣＯ−０１０
成分 銀粒子−平均粒径：２０〜５０ｎｍ 含有率：１０ｗｔ％以下
バインダ（有機錯体化合物）含有率−１０ｗｔ％以下
２−イソプロパノール−２０ｗｔ％以下
粘度−３０ｍＰａ・ｓ
〔基材〕
ＰＥＴフィルム 東レ社製 ルミラー（登録商標）Ｕ３４
厚さ−７５μｍ 両面にコロナ処理

また、実施例１〜３と比較例１，２に用いたフレキソ印刷機は、以下の加工条件で使用した。（フレキソ印刷の概略構成は図３を参照。）
〔フレキソ印刷機〕
ＭＴテック社製 ＦＣ−３３Ｓ
〔フレキソ印刷版〕
自社（コムラッテック）製−上記実施形態で詳細を記載したフレキソ印刷を使用。
版厚み−２．２５ｍｍ
アンテナ部印刷用インク保持部のインク保持量：０．１〜１．５ｍｌ／ｍ²
ＩＣチップ接続部印刷用インク保持部のインク保持量：２〜３ｍｌ／ｍ²
ただし、アンテナ部とＩＣチップ接続部とで、インク保持量が異なるのは、実施例１および実施例３に用いた印刷版のみ。実施例２と比較例１，２に使用した印刷版は、アンテナ部とＩＣチップ接続部のインク保持量が同量である。また、インク保持部のインク保持量が０．５ｍｌ／ｍ²未満の場合は、測定誤差が大きくなるため、平均インク保持量（例えば、インク保持量の範囲が０．１〜０．５ｍｌ／ｍ²の場合は、中央値である０．３ｍｌ／ｍ²）を採用した。
〔アニロックスロール〕
１００〜４００線／ｉｎｃｈ セル容量（セル容積）：３〜３０ｍｌ／ｍ²

〔フレキソ印刷条件〕
・印刷速度（印刷ステージ移動量）：２０ｍ／分
・アニロックスロール速度：１００ｒｐｍ
・アニロックスロール−印刷版間 ニップ幅：４〜８ｍｍ（調整）
・印刷版−基材間 ニップ幅：８〜１２ｍｍ（調整）
・印刷チャンバーの環境（雰囲気）
温度：１５〜３０℃ 湿度：４０〜７０％ＲＨ
・印刷後の乾燥条件
温度：８０〜１５０℃ 時間：３０秒〜５分

[実施例１］
アンテナ部のインク保持量：１．０ｍｌ／ｍ²，チップ接続部のインク保持量：２．０ｍｌ／ｍ²の印刷版を用いて、上記フレキソ印刷機により、インクＡをＰＥＴ基材上に印刷転写し、１２０℃×２分乾燥させた後、実施例１のＩＣタグ用アンテナを得た。

[実施例２］
インク保持量：０．３ｍｌ／ｍ²の印刷版を用いて、上記フレキソ印刷機により、インクＡをＰＥＴ基材上に印刷転写し、１２０℃×２分乾燥させた後、実施例２のＩＣタグ用アンテナを得た。

[実施例３］
アンテナ部のインク保持量：１．５ｍｌ／ｍ²，チップ接続部のインク保持量：３．０ｍｌ／ｍ²の印刷版を用いて、上記フレキソ印刷機により、インクＡをＰＥＴ基材上に印刷転写し、１２０℃×２分乾燥させた後、実施例３のＩＣタグ用アンテナを得た。

[比較例１］
インク保持量：０．３ｍｌ／ｍ²の印刷版を用いて、上記フレキソ印刷機により、インクＢをＰＥＴ基材上に印刷転写し、１２０℃×３分乾燥させた後、比較例１のＩＣタグ用アンテナを得た。

[比較例２］
インク保持量：１．５ｍｌ／ｍ²の印刷版を用いて、上記フレキソ印刷機により、インクＢをＰＥＴ基材上に印刷転写し、１２０℃×３分乾燥させた後、比較例２のＩＣタグ用アンテナを得た。

上記実施例１〜３と比較例１，２のフレキソ印刷の加工条件と、得られたＩＣタグ用アンテナの膜厚を「表１」にまとめて示す。

なお、上記「表１」において、実施例３のＩＣタグ用アンテナは、作製に使用したフレキソ印刷版のチップ接続部のインク保持量（３．０ｍｌ／ｍ²）を、実施例１の作製に使用したフレキソ印刷版のチップ接続部のインク保持量（２．０ｍｌ／ｍ²）より多くしたにも関わらず、得られたＩＣチップ接続部の膜厚が逆転し、むしろ薄くなる結果となった（実施例３：０．１５μｍ，実施例１：０．７５μｍ）。これは、フレキソ印刷版におけるチップ接続部に相当する部位の保持空間（インク保持部の容積）が大きすぎて、アニロックスロールから供給されたインクが充分に基材に転写されない（いわゆる「インクが乗っていかない」）状態となり、基材側に転写された水性導電性インクがかすれた為と思われる。

しかしながら、このインクのかすれは、上記フレキソ印刷版におけるチップ接続部に相当する部位のインク保持量の変更（印刷版の断面形状やパターン形状等の変更等）や、アニロックスロールとの間のバランス改良（アニロックスロールのセル容量変更，アニロックスロール−フレキソ印刷版間の保持量比変更等）によって改善することができる。

［比較例３］
２００メッシュのポリエステル製スクリーンを感光性樹脂でパターニングしたスクリーン印刷版を用いて、一般的なスクリーン印刷機により、先に述べた従来のスクリーン印刷用導電性ペースト（導電インク）をＰＥＴ基材上に印刷し、５００℃×１０分乾燥させた後、比較例３のＩＣタグ用アンテナを得た。なお、乾燥後のＩＣタグ用アンテナのアンテナ部の膜厚は８μｍであった。

［比較例４］
上記ＰＲＴ基材上に、蒸着によってアルミニウム層（箔）を形成し、耐エッチング性インクをアンテナ回路パターンに印刷した後、エッチング加工によりＩＣタグ用アンテナを得た。なお、得られたＩＣタグ用アンテナの膜厚は１５．５μｍであった。

以上の実施例１〜３および比較例１〜４のサンプルを用いて、ＩＣタグ用アンテナの物性の比較を行なった。

〔体積抵抗値（比抵抗）〕
デジタルマルチメーター（アドバンテスト社製 Ｒ６５５１）を用いて、四端子法にて抵抗値を測定した。また、電子顕微鏡（日本電子社製 ＪＳＭ−５５００）を用いて断面を観察し、銀粒子により形成された層の厚みを測定して、これらの測定値から体積抵抗値（比抵抗）を算出した。

〔密着性〕
ＪＩＳ Ｋ５４００−８．５（ＪＩＳ Ｄ０２０２）碁盤目試験に準じて評価した。カットの間隔は１ｍｍで、導電膜をカット後、粘着テープを付着させてから１分後に、テープの端を持って塗膜面に直角に、瞬間的にひきはがし、その剥離状態を目視にて評価した。なお、粘着テープは、セロハンテープＣＴ−１２（ニチバン社製）を用いた。
評価基準：
基材からの剥離が全く認められない。 − ○
基材からの剥離が部分的に認められる。 − △
基材からの剥離が全体的に認められる。 − ×

〔通信距離〕
Ａｌｉｅｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社製ＩＣストラップを用いて、ＩＣタグ用アンテナの接続部にＩＣチップを実装してＩＣタグを作製した。そして、Ａｌｉｅｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社製２．４５ＧＨｚパッシブ開発キットを使用して、本実施例で得られたＩＣタグとの通信可能距離（ｃｍ）を測定した。

以上の試験結果を「表２」に示す。

この表より、本発明にかかる実施例１〜３のＩＣタグ用アンテナと、比較例１，２のＩＣタグ用アンテナは、そのアンテナ部の膜厚が０．１〜０．５μｍと非常に薄いにも関わらず、ＩＣタグ用アンテナに必要とされる体積抵抗値の基準（１．０×１０^-4Ω・ｃｍ以下）を達成していることが分かる。これらに対して、比較例３，４のＩＣタグ用アンテナは、体積抵抗値の基準を満たしているものの、その膜厚がそれぞれ８μｍ，１５．５μｍと、従来のＩＣタグ用アンテナと同等である。

また、実施例１〜３のＩＣタグ用アンテナが、基材（ＰＥＴ）との充分な密着性を示しているのに対し、比較例１，２のＩＣタグ用アンテナは、基材（ＰＥＴ）との密着性に劣る結果となった。しかしながら、基材との密着性は、その加工条件や基材の種類によって変わる可能性が高く、この条件だけではアンテナの適否を決定できない。

そして、ＩＣチップを実装（インレット）したタグの状態での通信試験は、比較例１，２のＩＣタグ用アンテナを除き、充分な距離となった。特に、本発明にかかる実施例のなかでも、特に、実施例１のＩＣタグ用アンテナは、０．５μｍの膜厚で９．０×１０^-6Ω・ｃｍの体積抵抗値（比抵抗）を示し、インレット状態での通信距離も、１４０ｃｍと実用上問題のない数値を記録した。

上記に加え、この実施例１のＩＣタグ用アンテナは、表１に示すように、そのＩＣチップ接続部がアンテナ部に比べて約１．５倍の厚さを有し、上記ＩＣチップの実装作業においても、そのＩＣチップ接続部に破損の発生が見られなかった。

なお、上記［実施例１］〜［実施例３］において、フレキソ印刷機に代えてインクジェット印刷機を用いた場合も、これら［実施例１］〜［実施例３］のＩＣタグ用アンテナより少し性能は劣るものの、充分満足できるＩＣタグ用アンテナが得られた。

本発明のＩＣタグ用アンテナおよびその製造方法は、ＩＣタグ，ＩＣカード等、無線通信により情報を交換する非接触型記憶媒体に搭載されるアンテナと、その製造方法に適する。特に、ＩＣタグ用アンテナを、低コストでかつ効率的に生産することができる。

１ アンテナ部
２ ＩＣチップ接続部
３ 基材
４ ＩＣチップ

Claims (11)

1. 銀粒子とバインダと水とを含有する水性導電性インクにより、基材の表面に、電磁波を送受信するアンテナ部とＩＣチップと接続される接続部とを備える所定回路パターンの薄膜状導電膜が形成されていることを特徴とするＩＣタグ用アンテナ。
2. 上記導電膜が、フレキソ印刷により形成されたフレキソ印刷導電膜である請求項１記載のＩＣタグ用アンテナ。
3. 上記導電膜が、インクジェット印刷により形成されたインクジェット印刷導電膜である請求項１記載のＩＣタグ用アンテナ。
4. 上記銀粒子の平均粒径が０．２〜１００ｎｍである請求項１〜３のいずれか一項に記載のＩＣタグ用アンテナ。
5. 上記導電膜におけるアンテナ部の膜厚が０．１〜５μｍであり、このアンテナ部の体積抵抗値が１．０×１０^-4Ω・ｃｍ以下である請求項１〜４のいずれか一項に記載のＩＣタグ用アンテナ。
6. 上記導電膜におけるＩＣチップ接続部の膜厚が、上記アンテナ部の膜厚より厚く形成されている請求項１〜５のいずれか一項に記載のＩＣタグ用アンテナ。
7. 銀粒子とバインダと水とを含有する水性導電性インクを、その表面に所定のパターンのインク保持部が形成されたフレキソ印刷版に保持させる工程と、このフレキソ印刷版に基材を密着させ、上記インク保持部に保持された水性導電性インクを基材の表面に転写する工程と、この転写後に上記転写されたインクを加熱して、上記基材の表面に、アンテナ部およびＩＣチップ接続部を有する所定回路パターンの薄膜状導電膜を形成する工程と、を備えることを特徴とするＩＣタグ用アンテナの製造方法。
8. 銀粒子とバインダと水とを含有する水性導電性インクの液滴を、複数のノズルから吐出して、基材の表面に所定のパターンの印刷層を形成する工程と、この印刷後に上記印刷層のインクを加熱して、上記基材の表面に、アンテナ部およびＩＣチップ接続部を有する所定回路パターンの薄膜状導電膜を形成する工程と、を備えることを特徴とするＩＣタグ用アンテナの製造方法。
9. 上記水性導電性インクの粘度が０．５〜１０００ｍＰａ・ｓに調整されている請求項７または請求項８記載のＩＣタグ用アンテナの製造方法。
10. 上記フレキソ印刷版のインク保持部において、上記ＩＣチップ接続部を形成するためのパターン領域が、上記アンテナ部を形成するためのパターン領域より多くのインクを保持するように設計されている請求項７または請求項９記載のＩＣタグ用アンテナの製造方法。
11. 上記ＩＣチップ接続部を形成するパターン領域に対する単位面積あたりのインク吐出量が、上記アンテナ部を形成するパターン領域に対する単位面積あたりのインク吐出量より多くなるように制御されている請求項８または請求項９記載のＩＣタグ用アンテナの製造方法。

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