JP2013030864A - 配線構造体およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】化学処理を行わない低コストで高精度の配線構造体の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の配線構造体の製造方法は、凸部５２を有する上型５０および凹部６２を有する下型６０を用いて、金属箔１４が形成された樹脂フィルム１０を押さえ付けることにより、金属箔１４を金属配線の境界部にて切断する工程と、所定の熱源を用いて金属箔１４の不要部分の局部加熱を行う工程と、樹脂フィルム１０から不要な金属箔１４ａを除去する工程とを行う工程とを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、樹脂フィルム上に金属配線が形成された配線構造体およびその製造方法に関する。

従来から、薄い金属板をプレス加工することにより製造されたアンテナコイルが知られている。しかし、プレス加工によるアンテナコイルは、複数の金型を用いた複数の工程を経て製造されるため、コストが高くなる。また、その製品強度が弱いために複数の工程間における位置合わせが困難であり、アンテナコイルの精度を向上させることができない。

一方、樹脂フィルムなどの絶縁部材の上に導電体（金属）を形成して構成されたアンテナがある。例えば特許文献１には、絶縁部材の表面全体に接着された導電性箔を所定のパターンでエッチングすることにより、絶縁部材の表面に導電体が形成されたアンテナコイルが開示されている。

特開２００２−３４４２２６号公報

しかしながら、特許文献１に開示されているように、導電性箔をエッチングする（化学処理を行う）ことにより導電体を形成すると、アンテナコイルの製造コストが高くなる。

そこで本発明は、化学処理を行わない低コストで高精度の配線構造体の製造方法、および、その製造方法に用いられる金型を提供する。

本発明の一側面としての配線構造体の製造方法は、凸部を有する第１金型および凹部を有する第２金型を用いて、金属箔が形成された樹脂フィルムを押さえ付けることにより、該金属箔を金属配線の境界部にて切断する工程と、所定の熱源を用いて前記金属箔の不要部分の局部加熱を行う工程と、前記樹脂フィルムから不要な金属箔を除去する工程とを有する。

本発明の他の側面としての金型は、金属箔が形成された樹脂フィルムを押さえ付けることにより、該金属箔を金属配線の境界部にて切断するために用いられる金型であって、連続的な直線であって規則的な折り曲げ部を備えた凸部を有する第１金型と、前記凸部に対応するように形成された凹部を有する第２金型とを有する。

本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。

本発明によれば、化学処理を行わない低コストで高精度の配線構造体の製造方法、および、その製造方法に用いられる金型を提供することができる。

本実施例における配線構造体（アンテナ）の平面図である。 実施例１における配線構造体の製造工程図である。 実施例１における配線構造体の製造工程図である。 実施例１における配線構造体の製造工程図である。 実施例２における配線構造体の製造工程図である。 実施例２における配線構造体の製造工程図である。 実施例３における配線構造体の製造工程図である。 配線構造体の他の構成例を示す断面図である。

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

まず、図１乃至図４を参照して、本発明の実施例１における配線構造体およびその製造方法について説明する。

図１は、本実施例における配線構造体の一例であるアンテナ１の平面図である。アンテナ１は、くし歯状の金属配線（導電性部材）を備えて構成されている。ただし本実施例はこれに限定されるものではなく、例えば渦巻き状の金属配線など、連続的な直線であって規則的な折り曲げ部を有する金属配線に広く適用可能である。本実施例のアンテナ１は、可撓性を有する樹脂フィルムの上に金属箔（導電性箔）を形成して構成されたフィルムアンテナである。ただし、本実施例の配線構造体はアンテナ（フィルムアンテナ）に限定されるものではなく、金属配線を備える他の構造体にも適用可能である。

図２乃至図４は、配線構造体（アンテナ１）の製造方法を説明する製造工程図であり、図１中の線Ａ−Ａにおける断面を示す。図２（ａ）〜（ｄ）は、金型を用いて配線構造体の中間構造体を製造する工程図である。図３(ａ)〜（ｄ）は、図２（ｄ）に示される中間構造体を製造した後の工程図である。図４（ａ）、（ｂ）は、完成した配線構造体を対象物に貼り付ける工程図である。

図２（ａ）に示されるように、本実施例では、樹脂フィルム１０および樹脂フィルム１０上に接着剤１２を介して形成された金属箔１４を有する可撓性フィルム部材が用いられる。樹脂フィルム１０は例えば透光性を有するポリプロピレン（ＰＰ）からなるが、これに限定されるものではく、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの可撓性を有する他の樹脂から構成されるものであってもよい。なお、透光性を有しないものを用いてもよい。本実施例において、樹脂フィルム１０の厚さは一例として約１００μｍ程度のものを使用することができるが、これに限定されるものではない。また金属箔１４は、例えばアルミ（Ａｌ）からなるが、これに限定されるものではなく、金（Ａｕ）や銅（Ｃｕ）など他の金属箔を用いてもよい。

本実施例における配線構造体の製造方法では、まず、可撓性フィルム部材の半抜きを行うことにより、金属箔１４を切断する。本実施例の半抜き工程で用いられる金型は、パンチとしての上型５０（第１金型）とダイとしての下型６０（第２金型）を備えて構成されている。

上型５０には、可撓性フィルム部材側（下型６０側）に突出した凸部５２が設けられている。凸部５２は、連続的な直線部と規則的な折り曲げ部を有する金属配線を形成するため、所望の金属配線に対応する形状を有する。例えば図１に示されるアンテナ１を製造する場合、凸部５２は平面から見てつづら折り状に均等に折り曲がったくし歯状になるように形成される。すなわち、凸部５２の形状により、配線構造体の金属配線の形状が決定される。換言すれば、凸部５２の外縁形状が配線構造体の金属配線の形状に相当する。上型５０は、図２（ｂ）に示されるように、可撓性フィルム部材の半抜き時において可撓性フィルム部材を上面側から押さえ付ける。本実施例において、凸部５２を有する上型５０は、樹脂フィルム１０の金属箔１４の形成面側（図中の上面側）から樹脂フィルム１０を押し付ける。

下型６０には、可撓性フィルム部材の当接面において窪んだ凹部６２が設けられている。凹部６２は、上型５０に設けられた凸部５２に対応するように形成されている。具体的には、凹部６２は、凸部５２よりも幅広に形成され、その平面視形状が凸部５２と同様に形成されている。下型６０は、図２（ｂ）に示されるように、可撓性フィルム部材の半抜き時において可撓性フィルム部材を下面側から押さえ付ける。

このように本実施例の金型は、上型５０と下型６０とを主体として構成されている。可撓性フィルム部材の半抜き時には、図２（ｃ）に示されるように、上型５０と下型６０とで可撓性フィルム部材をクランプし（挟み）、金属箔１４を所定の部位にて切断する。この所定の部位としては、例えば金属配線の境界部（縁部）に相当する線状の部位にて切断することができる。

本実施例の金型は、１スタンプで樹脂フィルム１０上の全ての金属箔１４が打ち抜けるように構成されている。また、可撓性フィルム部材の半抜き時には、上型５０の凸部（刃先）は金属箔１４のみ切断し、樹脂フィルム１０にはその途中の厚さまでしか刃が入らないように設定されている。このように本実施例によれば、金属箔１４を金属構造体の外形を一括加工できるため刃先部品点数を減らして金型のコストを低減させながら、高精度な配線構造体を製造することができる。

可撓性フィルム部材の半抜きが完了した場合には、図２（ｄ）に示されるように、上型５０と下型６０とを引き離して、可撓性フィルム部材から離型する。この結果、金属箔１４が所定の部位にて切断され、不要な金属箔１４ａおよび配線構造体の金属配線となる金属箔１４ｂに分離された中間構造体が形成される。

続いて、所定の熱源を用いて金属箔１４の不要部分の局部加熱（選択的加熱）を行う。本実施例では、熱源としてレーザ光を用いたレーザ照射により金属箔１４の局部加熱が行われる。また本実施例において、接着剤１２はその接着力（接着性）をレーザ照射により加熱して弱めることができる。具体的には、図３（ａ）に示されるように、不要な金属箔１４ａに対してレーザ照射して局部加熱することで樹脂フィルム１０を透過したレーザ光により接着剤１２を加熱することができる。この場合、接着剤１２が金属箔１４ａと比較して大きく伸びるために接着面でせん断応力が作用して接着力が低下するため不要部分のみを剥離しやすくする。なお、不要な金属箔１４ａに対して直接レーザ照射することで金属箔１４ａと接着剤１２とのを同時に加熱することで線膨張係数の違いによりせん断力を作用させて剥離しやすくすることもできる。また、熱源はレーザ光に限定されるものではなく、突起した不要な金属箔１４ａを加熱型に接触させることで選択的に加熱することもできる。

続いて、樹脂フィルム１０から不要な金属箔１４ａを除去する。この工程では、まず図３（ｂ）に示されるように、樹脂フィルム１０上に接着剤１２を介して設けられている不要な金属箔１４ａに粘着テープ２０を貼り付ける。不要な金属箔１４ａは、前述のレーザ照射により、接着剤１２との接着性が弱められている。このため、粘着テープ２０を剥ぎ取ると、図３（ｃ）に示されるように、不要な金属箔１４ａは粘着テープ２０に粘着したまま樹脂フィルム１０から剥ぎ取られる。この結果、不要な金属箔１４ａは樹脂フィルム１０から除去され、樹脂フィルム１０上には配線構造体の金属配線として用いられる金属箔１４ｂのみが残る。この場合、粘着テープ２０を用いずに、図３（ａ）の上面方向において不要な金属箔１４ａを端部から順次吸引することで不要な金属箔１４ａを除去することもできる。これによれば、不要な金属箔１４ａを容易に再利用できる。なお、不要な金属箔１４ａにおける接着剤１２の粘着力を十分に弱めてあれば一括して吸引して剥離させることもできる。

樹脂フィルム１０から不要な金属箔１４ａを除去した後、図３（ｄ）に示されるように、前述の半抜き工程で凹凸部が形成された樹脂フィルム１０（可撓性フィルム部材）の平坦化処理を行う。本実施例の平坦化処理では、アニール用上型７０（第１アニール用金型）およびアニール用下型８０（第２アニール用金型）を用いて樹脂フィルム１０の加熱および加圧を行う。ただし本実施例はこれに限定されるものではなく、他の方法により平坦化処理を行ってもよい。この平坦化処理により、凹凸部が形成されていた樹脂フィルム１０（可撓性フィルム部材）は平坦化される。なお、このような平坦化処理は必要に応じて行われる工程であり、本実施例に必須なものではない。その後、この可撓性フィルム部材を所定のサイズに切断し、配線構造体であるアンテナ１（フィルムアンテナ）が製造される。

樹脂フィルム１０の平坦化処理を行った後（可撓性フィルム部材を所定のサイズに切断した後）、図４（ａ）に示されるように、樹脂フィルム１０（フィルムアンテナ）を対象物に貼り付けるための接着剤３０を樹脂フィルム１０上に塗布する。接着剤３０は、樹脂フィルム１０における金属箔１４ｂの形成面側（接着剤１２が設けられている面側）に塗布される。続いて図４（ｂ）に示されるように、接着剤３０を介してアンテナ１を対象物４０に貼り付ける。本実施例のアンテナ１は、例えば対象物４０である基板に貼り付けられ、アンテナ１の金属配線（金属箔１４ｂ）が基板上の配線と電気的に接続される。この際に、樹脂フィルム１０は必要に応じて剥離して用いてもよいが、そのまま残すことで金属配線の保護用に用いることができ、保護用の樹脂フィルム１０を用いて成形を補助することで成形コストを削減可能となる。

なお本実施例において、アンテナ１は熱圧着により対象物４０に固定することも可能であり、この場合には対象物４０への取り付けが容易になり、更なるコスト低減が図れる。

本実施例によれば、エッチングなどの化学処理を行うことなく機械的処理により配線構造体（フィルムアンテナ）を製造することが可能である。このため、低コストで高精度の配線構造体の製造方法、および、その製造方法に用いられる金型を提供することができる。

次に、図５および図６を参照して、本発明の実施例２における配線構造体およびその製造方法について説明する。本実施例は、ダイとしての下型６０（第２金型）で金属箔の抜きを行う点で、実施例１と異なる。図５および図６は、配線構造体（アンテナ１）の製造方法を説明する製造工程図であり、図１中の線Ａ−Ａにおける断面を示す。図５（ａ）〜（ｄ）は、金型を用いて配線構造体の中間構造体を製造する工程図である。図６(ａ)〜（ｃ）は、図５（ｄ）に示される中間構造体を製造してから配線構造体が完成するまでの工程図である。

図５（ａ）〜（ｄ）に示されるように、本実施例の金型は、実施例１と同様に凸部５２を有する上型５０および凹部６２を有する下型６０を備えている。そして、上型５０と下型６０とで可撓性フィルム部材をクランプして金属箔の抜き（可撓性フィルム部材の半抜き）を行う。

本実施例の可撓性フィルム部材は、実施例１と同様に、樹脂フィルム１０と樹脂フィルム１０の上に接着剤１２を介して形成された金属箔１４とを備えて構成される。また本実施例では、実施例１とは異なり、金属箔１４を下型６０側（図中の下側）に向けて、可撓性フィルム部材を上型５０および下型６０でクランプする。このため、実施例２と同様に、樹脂フィルム１０は上型５０の凸部５２により押され、金属箔１４は下型６０の凹部６２の内部に押し出されることで半抜きが行われる。このとき、上型５０の凸部と下型６０の凹部により、金属箔１５は切断されるが、樹脂フィルム１０はその途中の厚さまでしか切断されない（半抜き）ように設定されている。前述の半抜きが完了した後、図５（ｄ）に示されるように、上型５０および下型６０を引き離して離型する。この結果、金属箔１４が所定の部位にて切断され、不要な金属箔１４ａおよび配線構造体の金属配線となる金属箔１４ｂに分離された中間構造体が形成される。

次に、図６（ａ）に示されるように、例えば実施例１と同様にレーザ光などの熱源を用いて金属箔１４の局部加熱（選択的加熱）を行う。続いて、樹脂フィルム１０から不要な金属箔１４ａを除去する。この工程では、例えば実施例１と同様に、不要な金属箔１４ａに粘着テープを貼り付けて剥ぎ取ることにより行うことができる。本実施例では、図６（ｂ）に示されるように、この工程において不要な金属箔１４ａとともに金属箔１４ａを接着する接着剤１２ａも樹脂フィルム１０から除去される。この結果、樹脂フィルム１０上には配線構造体の金属配線として用いられる金属箔１４ｂ（および接着剤１２ｂ）のみが残る。

樹脂フィルム１０から不要な金属箔１４ａ（および接着剤１２ｂ）を除去した後、図６（ｃ）に示されるように、前述の半抜き工程で凹凸部が形成された樹脂フィルム１０（可撓性フィルム部材）の平坦化処理が行われる。その後、この可撓性フィルム部材を所定のサイズに切断し、配線構造体であるアンテナ１（フィルムアンテナ）が製造される。また、樹脂フィルム１０（フィルムアンテナ）を対象物に貼り付けるための接着テープ３２（接着剤）を、樹脂フィルム１０の金属箔１４ｂの形成面と反対側の面に貼り付ける（塗布する）。その後、接着テープ３２を介してアンテナ１を対象物に貼り付ける。

なお、図６（ｄ）に示されるように、金属箔１４ｂを保護するための保護テープ３５（保護部材）を金属箔１４ｂの端子部分を除いて樹脂フィルム１０の金属箔１４ｂの形成面に貼り付けることで接着面を持たないフィルムアンテナとしてもよい。この場合、接着する必要がない製品において利用可能である。なお、接着テープ３２を介してアンテナ１を対象物に貼り付けてもよい。

本実施例では、ダイとしての下型で金属箔の抜きを行うことによっても、低コストで高精度の配線構造体の製造方法、および、その製造方法に用いられる金型を提供することができる。

次に、図７を参照して、本発明の実施例３における配線構造体およびその製造方法について説明する。本実施例も、ダイとしての下型６０（第２金型）で金属箔の抜きを行う点で、実施例１と異なる。図７は、配線構造体（アンテナ１）の製造方法を説明する製造工程図であり、図１中の線Ａ−Ａにおける断面を示す。金型を用いて配線構造体の中間構造体を製造する工程は、図５を参照して説明した実施例２と同様であるため、ここでの説明は省略する。図７(ａ)〜（ｃ）は、図５（ｄ）に示される中間構造体を製造してから配線構造体が完成するまでの工程図である。

図５（ｄ）に示されるように、実施例２と同様の半抜き工程を経て、不要な金属箔１４ａおよび配線構造体の金属配線となる金属箔１４ｂに分離された中間構造体が形成されると、続いて図７（ａ）に示されるように、例えば実施例１、２と同様にレーザ光などの熱源を用いて金属箔１４の局部加熱（選択的加熱）を行う。続いて、樹脂フィルム１０から不要な金属箔１４ａを除去する。この工程では、例えば実施例１、２と同様に、不要な金属箔１４ａに粘着テープを貼り付けて剥ぎ取ることにより行うことができる。

本実施例では、図７（ｂ）に示されるように、この工程において不要な金属箔１４ａのみが除去され、不要な金属箔１４ａを接着する接着剤１２ａは樹脂フィルム１０上に残ったままとなる。この結果、樹脂フィルム１０上には配線構造体の金属配線として用いられる金属箔１４ｂおよび接着剤１２ａ、１２ｂが残る。

樹脂フィルム１０から不要な金属箔１４ａを除去した後、図７（ｃ）に示されるように、前述の半抜き工程で凹凸部が形成された樹脂フィルム１０（可撓性フィルム部材）の平坦化処理が行われる。その後、この可撓性フィルム部材を所定のサイズに切断し、配線構造体であるアンテナ１（フィルムアンテナ）が製造される。

本実施例では、樹脂フィルム１０上に接着剤１２（１２ａ、１２ｂ）が残っている。このため、接着剤１２を介してアンテナ１を対象物に貼り付けることができる。このように本実施例では、樹脂フィルム１０（フィルムアンテナ）を対象物に貼り付けるため、実施例３のように接着テープを貼り付ける必要はない。

前記各実施例によれば、エッチングなどの化学処理を行うことなく機械的処理により配線構造体（フィルムアンテナ）を製造することが可能である。このため、低コストで高精度の配線構造体の製造方法、および、その製造方法に用いられる金型を提供することができる。

以上、本発明の実施例について具体的に説明した。ただし、本発明は上記実施例として記載された事項に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱しない範囲内で適宜変更が可能である。

例えば、図８に示されるように、実施例１の配線構造体を３層積層した配線構造体（積層配線構造体）を構成してもよい。この場合、例えば金属箔１４ｂをコイル状に形成し接続端子を配線構造体間で接続する構成とすることでアンテナとしての性能を向上させることもできる。なお、積層配線構造体は、実施例１の配線構造体を積層したものに限定されるものではなく、実施例２、３の配線構造体を積層して構成してもよい。

１ アンテナ（配線構造体）
１０ 樹脂フィルム
１２ 接着剤
１４ 金属箔
２０ 粘着テープ
３０ 接着剤
３２ 接着テープ
３５ 保護テープ
４０ 対象物
５０ 上型（第１金型）
５２ 凸部
６０ 下型（第２金型）
６２ 凹部
７０ アニール用上型（第１アニール用金型）
８０ アニール用下型（第２アニール用金型）

Claims (11)

1. 凸部を有する第１金型および凹部を有する第２金型を用いて、金属箔が形成された樹脂フィルムを押さえ付けることにより、該金属箔を金属配線の境界部にて切断する工程と、
   所定の熱源を用いて前記金属箔の不要部分の局部加熱を行う工程と、
   前記樹脂フィルムから不要な金属箔を除去する工程と、を有することを特徴とする配線構造体の製造方法。
2. 前記不要な金属箔を除去した後、前記樹脂フィルムの平坦化処理を行う工程を更に有することを特徴とする請求項１に記載の配線構造体の製造方法。
3. 前記金属箔の局部加熱は、レーザ照射により行われることを特徴とする請求項１または２に記載の配線構造体の製造方法。
4. 前記金属箔の局部加熱は、前記不要な金属箔に対して行われることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の配線構造体の製造方法。
5. 前記不要な金属箔は、前記金属箔の上に粘着テープを貼り付けてから剥ぎ取ることで除去されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の配線構造体の製造方法。
6. 前記金属箔は、接着剤を介して前記樹脂フィルムの上に形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の配線構造体の製造方法。
7. 前記樹脂フィルムの平坦化処理は、第１アニール用金型および第２アニール用金型を用いて前記樹脂フィルムの加熱および加圧を行うことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の配線構造体の製造方法。
8. 前記凸部を有する前記第１金型は、前記樹脂フィルムの前記金属箔の形成面側から該樹脂フィルムを押さえ付けることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の配線構造体の製造方法。
9. 前記樹脂フィルムの平坦化処理を行った後、該樹脂フィルムを対象物に貼り付けるための接着剤を該樹脂フィルム上に塗布する工程を更に有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の配線構造体の製造方法。
10. 前記配線構造体はフィルムアンテナであることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の配線構造体の製造方法。
11. 金属箔が形成された樹脂フィルムを押さえ付けることにより、該金属箔を所定の部位にて切断するために用いられる金型であって、
    連続的な直線であって規則的な折り曲げ部を備えた凸部を有する第１金型と、
    前記凸部に対応するように形成された凹部を有する第２金型と、を有することを特徴とする金型。