JP2014158132A - 非モノリス積層体及びその製造法 - Google Patents

Abstract

【課題】アンテナモジュールのアンテナパターンが電子機器の金属筐体から突出する高低差を相対的に低下させる。
【解決手段】焼結フェライトシート１１を準備するとともに、それと実質上同一厚みと、その平面より広い平面とを有し、かつ中央部に切欠き空間Ｃを有する可撓性合成樹脂スペーサ１２を準備して、それらを第一、第二の２枚の可撓性合成樹脂シート１５、１６に挟んで、焼結フェライトシートを可撓性合成樹脂スペーサ１２と第一、第二の２枚の可撓性合成樹脂シートにより包囲した非モノリス積層体１０を得る。
【選択図】図２

Description

本発明は、アンテナモジュールに使用される、焼結フェライトシート層を有する異積層と焼結フェライトシート層を有しない同積層とからなる非モノリス積層体及びその製造法に関するものである。

従来から電子式固体識別システム（ＦＲＩＤ）に使用可能なアンテナモジュールを組み込んだ電子機器が公知である｛特開２００６−１７３９７２号公報（公知例）の図４（ｃ）｝。その要部を説明すると、図９に示すように、電子機器（図示なし）の金属筐体１の上に、軟磁性体（焼結フェライトシート）２とスペーサ３とを積み重ねた積層体と、それと同じ平面形状を有するアンテナ基板４及びその上に印刷・配置されるアンテナパターン５からなるアンテナモジュール６を組み込んだ電子機器が公知である。

この電子機器においては、アンテナモジュール６は、金属筐体１から突出しているので、その構造に相応してアンテナの作動距離を向上させるという効果を発揮する。

特開２００６‐１７３９７２号公報

しかしながら、この種のアンテナモジュールは、前記公知例も段落（０００７）欄に明記しているように、その取扱中に周辺の物品に接触して破損する恐れがある（先行技術の問題）。

そこで、本発明者等は、前記の問題を回避できる構造のアンテナモジュールを見出すために、鋭意、検討したところ、前記焼結フェライトシートをそれより広い平面形状を有する可撓性合成樹脂シートを以て面一に包囲するとともに、前記焼結フェライトシートと可撓性合成樹脂シートの表裏面を同時に可撓性合成樹脂シートで挟んだ構造体のアンテナモジュールの構成要素を製造すれば、焼結フェライトシートの外方に形成される合成樹脂シート積層体の形状を電子機器の金属筐体の形状・大きさに合わせて変更できる自由度が増大し、その結果、前記合成樹脂シート積層体から上方に突出するアンテナパターンの突出高さを相対的に低下できるという事実を見出し、本発明を完成した。

従って、本発明の課題は、アンテナモジュールを有する電子機器において、アンテナモジュールのアンテナパターンが電子機器の金属筐体又は金属支持板（以下、金属筐体と総称する。）から突出する高低差を相対的に低下できるアンテナモジュールの構成要素を提案することにある。

本発明は、前記の課題を解決するために、前記アンテナモジュールの構成要素として、焼結フェライトシートと、その外方を面一に包囲する可撓性合成樹脂スペーサと、前記焼結フェライトシート及び可撓性合成樹脂スペーサの表裏面を同時に挟む第一、第二の２枚の可撓性合成樹脂シートとからなる非モノリス積層体を以て、電子機器の金属筐体の表面を覆うという手段を採用する。なお、ここで「非モノリス積層体」とは、マクロ的にみて無機材料である焼結フェライトシートが埋め込まれて有機材料からなる異種材料の積層体を意味する。ただし、焼結フェライトシートを包囲する外方領域に注目すると、それは、前記可撓性合成樹脂シート同士とそれらを接合するために使用されている有機物である粘着材からなるので、モノリス積層体であると解釈することができる。

前記の手段を採用することにより、第一、第二可撓性合成樹脂シートを電子機器の金属筐体の表面形状と実質上同一形状・大きさに設定できるとともに、可撓性合成樹脂スペーサが外方に展開する形状・大きさを第一、第二可撓性合成樹脂シートの形状・大きさに合わせれば、前記非モノリス積層体の形状・大きさを電子機器の金属筐体の表面形状・大きさに合わせることができる自由度は増大する。その結果、非モノリス積層体における上面の高さと、その上に設置されるアンテナパターンの高さとの高低差を相対的に低下させることが可能になる。すなわち、アンテナパターンが金属筐体から突出する程度を緩和することが可能になる。

本発明は、前記の非モノリス積層体を得るために、次の工程を採用する。すなわち、片面に分割溝を有する又は有しない焼結フェライトシートを準備する第一工程と、その焼結フェライトシートと実質上同一厚みと、該焼結フェライトシートの平面より１．２倍以上広い平面とを有するととともに、中央部に前記焼結フェライトシートを収納可能な切欠き空間を有する可撓性合成樹脂スペーサを準備する第二工程と、前記可撓性合成樹脂スペーサの外形と実質的に同一平面形状を有する第一、第二の２枚の可撓性合成樹脂シートを準備する第三工程と、前記第二可撓性合成樹脂シートの上に第二粘着材を介して可撓性合成樹脂スペーサを積層する第四工程と、該可撓性合成樹脂スペーサの切欠き空間内に焼結フェライトシートを落とし込む第五工程と、前記焼結フェライトシートと可撓性合成樹脂スペーサの上に第一粘着材を介して第一可撓性合成樹脂シートを積層する第六工程とからなる非モノリス積層体の製造方法を採用する。

この製造方法を採用することにより、焼結フェライトシートをその下面から該焼結フェライトシートより十分に広い平面を有する第二可撓性合成樹脂シートにより支承し、焼結フェライトシートの外端面側外方を可撓性合成樹脂スペーサで包囲し、さらにそれらを第一可撓性合成樹脂シートにより被覆した構造の非モノリス積層体を工業的に効率よく製造可能になる。

本発明に係る非モノリス積層体を電子機器の金属筐体の平面形状に合わせて特定の形状に製造し、それを電子機器の金属筐体の上に設置するとともに、前記非モノリス積層体中の焼結フェライトシートの上方にアンテナパターンを設置してアンテナモジュールを完成することによって、本発明は、前記非モノリス積層体とアンテナコイルとの相対的高低差を低下させることができるという優れた効果を発揮する。

本発明の一実施態様に係る非モノリス積層体の断面図である。 前記実施態様に係る非モノリス積層体の部分破断斜視図である。 本発明に係る非モノリス積層体を電子機器の筐体上に設置する状態を示す斜視図である。 同じく斜視図である。 同じく部分拡大断面図である。 本発明に係る非モノリス積層体の分解組立斜視図である。 前記製造法で得られた非モノリス積層体の斜視図である。 本発明の他の実施態様に係る非モノリス積層体の断面図である。 従来技術に係る要部断面図である。

次に、本発明を実施するための最良の形態について説明する。図１及び図２に示すように、本発明に係る非モノリス積層体１０は、方形をなす焼結フェライトシート１１と、その周端面外方側を面一に包囲する可撓性合成樹脂スペーサ１２と、前記焼結フェライトシート１１及び可撓性合成樹脂スペーサ１２の表裏面１３，１４を同時に挟む第一、第二可撓性合成樹脂シート１５，１６とからなる。

焼結フェライトシート１１は、グリーンフェライトシートの片面に格子状の分割溝Ｖを形成し又は形成することなく焼成して得られた厚さが５０〜５００μｍのセラミックシートである。焼結フェライトシート１１は、後述する工程で前記分割溝Ｖを基点に定形に分割された小片が面状に集合した集合体であってもよいし、分割溝Ｖのない焼結フェライトシートを保護フィルムで挟んでランダムに破壊して得た小片の面状集合体であってもよい。さらに場合によっては、グリーンフェライトシートを所定の形状に分割成形して得た小片を焼成してから保護シートの上に面状に突き合わせることにより得られた焼結フェライトシートであってもよい。

次に、前記焼結フェライトシート１１をその外方において面一に包囲する可撓性合成樹脂スペーサ１２は、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリナフタレンテレフタレート、ポリアセタール、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、超高分子ポリエチレン等のエンジニアリングプラスチック、好ましくは中抜きシート又は二つのカギ形シートに形成されたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）シートからなり、前記焼結フェライトシート１１とそれを面状に包囲する平面形状は、後述する電子機器要素、例えば、パソコンのタッチパネル等の平面積の１．２倍以上、好ましくは１．２倍以上３倍未満の大きさを有している。ここで可撓性とは、前記合成樹脂シートを前記金属筐体と同じ形状に裁断して、それを片持ち支持させたとき、その途中が腰折れしない程度の撓み性を有するという意味である。なぜならば、そのような撓み性を有していない合成樹脂シートを使用すると、本発明に係る非モノリス積層体を製造する過程でそのハンドリングが困難になるからである。

また、可撓性合成樹脂スペーサ１２の厚みＴは、実質的に焼結フェライトシート１１の厚みと等しいが、後述する製造過程において第一、第二合成樹脂シートと第一、粘着材を介して接合するとき、それらの粘着材により合成樹脂シートの厚みのばらつきを吸収できる程度に、可撓性合成樹脂スペーサに厚みのばらつきがあることは当然に許容される。なお、可撓性合成樹脂スペーサ１２は前記第一、第二可撓性合成樹脂シート１５、１６により、焼結フェライトシート１１とともに挟持されて、焼結フェライトシート１１を所定の厚みで保護する機能を有するので、公知技術と同様にスペーサの作用をする。

続いて、前記焼結フェライトシート１１及び可撓性合成樹脂スペーサ１２の表裏面１３，１４を同時に挟む第一、第二可撓性合成樹脂シート１５，１６について説明すると、第一、第二可撓性合成樹脂シート１５，１６も可撓性合成樹脂スペーサ１２と同様の合成樹脂、好ましくはＰＥＴから形成する。それらの形状・大きさは、図１に示すように、電子機器（図示なし）の筐体１７の形状・大きさと同等又はわずかに小さい程度とする。第一、第二可撓性合成樹脂シート１５，１６の厚みＴ１，Ｔ２は、ばらつきがある程度小さい範囲であれば、各々同一であってもよいし、相異していてもよい。可撓性合成樹脂スペーサ１２、第一、第二可撓性合成樹脂１５、１６を製作する原材料を統一するという見地から、それらは同一合成樹脂シートから製造する方がよい。

次に、前記焼結フェライトシート１１、可撓性合成樹脂スペーサ１２、第一、第二可撓性合成樹脂シート１５、１６が相互に所定厚みを有する定形の第一、第二粘着材１８ａ、１８ｂにより接合されて、本発明に係る非モノリス積層体１０として形成されるが、それらの粘着材１８ａ、１８ｂとして、例えば、次の有機組成物から製造される両面感圧接着材、すなわち、ゴム系、熱可塑性樹脂、例えばアクリル樹脂系、シリコン樹脂系、ウレタン樹脂系合成樹脂の主剤に対して粘着補助剤その他の添加剤が混合された粘着剤が使用される。非モノリス積層体が所定の可撓性を発揮する範囲において熱硬化性樹脂から粘着材を使用することも可能である。なお、所定厚みの感圧接着材が使用されるのは、本発明に係る非モノリス積層体を任意の部位において厚み斑を想定の範囲内に制御・抑制するためである。

本発明に係る非モノリス積層体１０は、図３に示すように電子機器の金属筐体１７の上に設置されるが、このとき人為的に又は作業ロボットに非モノリス積層体１０の一端を保持させる。もし、非モノリス積層体１０全体がその形態保持性がない位に柔軟であるならば、金属筐体１７に対する非モノリス積層体１０の位置決め作業が困難になる。

と言って、逆に非モノリス積層体１０が剛直なものであると、後述する製造過程で焼結フェライトシート１１に柔軟性を付与する場合、分割溝Ｖを起点に焼結フェライトシート１１を小片に分割したり、既に分割して小片の面状集合体そのものに柔軟性を付与したりすることが困難になる。さらに非モノリス積層体１０の上にアンテナパターン１９を設置するとともに、その上にアンテナ基板、その他の電子機器要素（図示なし）等を設置した場合、非モノリス積層体１０、特に焼結フェライトシート１１は、それらの物理的負荷に追従可能な程度に柔軟性を具備している。

このような意味において、本発明に非モノリス積層体１０に対して、適度の可撓性と耐柔軟性を付与することが重要である。本発明においては可撓性合成樹脂シートとしてＰＥＴシートを使用し、かつ可撓性合成樹脂スペーサ１２、第一、第二可撓性合成樹脂シート１５、１６各々の厚みを２５〜２００μｍ、好ましくは、５０〜１００μｍの範囲にする。

このようにして、金属筐体１７の上に非モノリス積層体１０を載置したら、図４及び図５に示すように、焼結フェライトシート１１が位置する上方において第一可撓性合成樹脂シート１５に接着材（図示なし）を介してアンテナパターン１９を貼り付ける。この場合、当然、アンテナ基板（図示なし）に印刷形成したアンテナパターン１９がアンテナ基板の下側面になるように、前記アンテナ基板を、接着材を介して、第一可撓性合成樹脂シート１５に貼り付ければよい。なお、ここでアンテナパターンとは、銅、アルミニウム、金等の導電線を１ターン又は複数ターンコイル状又はらせん状に配置して模様化した電磁波受発信体を意味する。

このように非モノリス積層体１０の上に設置されたアンテナパターン１９の上面は、従来技術においては金属筐体１７の表面をベースにして高低差Ｔ３を有していたが、本発明において非モノリス積層体１０の高さ水準だけ嵩上げされるから、その上面は高低差Ｔ４を有することになり、従来技術の高低差Ｔ３より著しく小さくなる。その結果、アンテナパターン１９上に設置される電子機器の構成要素、すなわち、アンテナ基板や電子回路基板の取り付け構造が安定化する。

次に、表面形状がほぼ十字形をなす非モノリス積層体を工業的に効率よく生産する方法について説明する。まず、図６に示すように格子状の分割溝Ｖを有し又は有しない方形の焼結フェライトシート１１を用意する。この場合において、分割溝Ｖを有する焼結フェライトシート１１を用意するとき、少なくともその片面が保護シートにより保護されている構造のものを選んで、以降の過程におけるハンドリングの際に焼結フェライトシート１１が前記分割溝Ｖを基点に小片に分割して分解しないようにする。

次に、外形が全体として十字形をなし、中央部に切り抜き空間Ｃを有する可撓性合成樹脂スペーサ１２を用意する。このとき、前記切り抜き空間Ｃの内縁端が焼結フェライトシート１１の外形より僅かに大きい可撓性合成樹脂スペーサ１２を用意して、後述する過程で後者の中に前者を落とし込んで位置決めし易くする。

続いて、前記合成樹脂スペーサ１２の外形まで外方に広がる形状・大きさを有し、かつ表裏面に剥離紙が貼着されている第一、第二両面感圧接着材１８ａ、１８ｂを用意する。

最後に、前記両面感圧接着材１８ａ、１８ｂと同形状のＰＥＴシートを２枚準備して、第一、第二可撓性合成樹脂シート１５，１６とする。

このようにして、本発明に係る非モノリス積層体１０を製造するための原材料を用意したら、まず、第二可撓性合成樹脂シート１６の上に第二両面感圧接着材１８ｂを接合し、さらにその上に可撓性合成樹脂スペーサ１２を貼り付けて、それらの外形端面を合わせる。なお、図６においては、本発明に係る非モノリス積層体の構造を理解し易くするために、可撓性合成樹脂スペーサ１２を固定して、その可撓性合成樹脂スペーサ１２に対して、下向き及び上向きに第一、第二可撓性合成樹脂シート１５、１６を接近させる態様に描かれている。

すると、第二両面感圧接着材１８ｂの上面中央部を底面とする可撓性合成樹脂スペーサ１２の切り抜き空間Ｃが上蓋のない箱状空間に完成する。この切り抜き空間Ｃに焼結フェライトシート１１を落とし込むと、焼結フェライトシート１１は、第二両面感圧接着材１８ｂと接合する。

以降、上記手法の逆の手法を使用して、焼結フェライトシート１１の上に第一両面感圧接着材１８ａ及び第一可撓性合成樹脂シート１５を順次載せて圧接すると、図７に示す形状の積層体が完成する。すなわち、本発明に係る非モノリス積層体１０が完成する。なお、前記においては、第二可撓性合成樹脂シート１６を固定して、その上に順次他の要素を積み重ねる態様で説明したが、本発明に係る非モノリス積層体１０を製造することができれば、この態様に限定されることがない。本発明の技術的範囲も、同様に、前記態様に拘束されるものではない。

この非モノリス積層体１０は、ミクロ的にみると、中央部に無機物である焼結フェライトシートと、その周方から包囲する有機物である可撓性合成樹脂スペーサ及び第一、第二可撓性合成樹脂シートとからなる非モノリス積層体であると同時に、前記両面感圧接着材１８ａ、１８ｂは圧接されて極めて薄くなっているので、焼結フェライトシートの外方が可撓性合成樹脂スペーサ及び第一、第二可撓性合成樹脂シートという共通の合成樹脂モノリス積層体であると言える。

本発明は、その根本的技術思想を踏襲し発明の効果を損なわない限度において、前記実施態様の一部分を変更して実施することができる。例えば、図８に示すように、非モノリス積層体１０における焼結フェライトシート１１の埋設箇所を非モノリス積層体１０の中心領域から幾分外方に偏在させて設置することもできる。つまり、焼結フェライトシート１１の埋設箇所である中央部は、可撓性合成樹脂スペーサ１２が焼結フェライトシート１１の周囲を包囲している領域であればよい。

また前述したように、アンテナパターン１９とそれが印刷形成されたアンテナ基板２０とからなるアンテナモジュールを、前記アンテナパターン１９がアンテナ基板２０の下側に位置するように、アンテナモジュールを非モノリス積層体１０に搭載させることもできる。この形態においては、焼結フェライトシート１１はアンテナパターン１９が受送信する電磁波が電子機器の金属筐体１７で渦電流を発生するのを阻止する機能を有するから、前記焼結フェライトシート１１を前記アンテナモジュールの一構成要素として作用させることができる。

本発明は、金属筐体に平面形状・大きさに比して著しく小さいアンテナパターンを有するアンテナモジュールの分野、例えばパソコンのタッチパッドの下に設置されるアンテナモジュール分野等に広く利用できる。

１：金属筐体
２：軟磁性体
３：スペーサ
４：アンテナ基板
５：アンテナパターン
６：アンテナモジュール
１０：非モノリス積層体
１１：焼結フェライトシート
１２：可撓性合成樹脂スペーサ
１３：表面
１４：裏面
１５：第一可撓性合成樹脂シート
１６：第二可撓性合成樹脂シート
１７：金属筐体
１８：粘着材
１９：アンテナパターン
２０：アンテナ基板
Ｃ：切り抜き空間
Ｔ，Ｔ１，Ｔ２：厚み
Ｔ３，Ｔ４：高低差
Ｖ：分割溝。

Claims (2)

1. 焼結フェライトシート（１１）と、その外方を面一に包囲する可撓性合成樹脂スペーサ（１２）と、前記焼結フェライトシート及び可撓性合成樹脂スペーサの表裏面を同時に挟む第一、第二の２枚の可撓性合成樹脂シート（１５、１６）とからなる非モノリス積層体。
2. 片面に分割溝を有する又は有しない焼結フェライトシート（１１）を準備する第一工程と、その焼結フェライトシートと実質上同一厚みと、該焼結フェライトシートの平面より１．２倍以上に広い平面とを有するととともに、中央部に前記焼結フェライトシートを収納可能な切欠き空間（Ｃ）を有する可撓性合成樹脂スペーサ（１２）を準備する第二工程と、前記可撓性合成樹脂スペーサの外形と実質的に同一平面形状を有する第一、第二の２枚の可撓性合成樹脂シート（１５、１６）を準備する第三工程と、前記第二可撓性合成樹脂シートの上に第二粘着材（１８ｂ）を介して前記可撓性合成樹脂スペーサを積層する第四工程と、前記切欠き空間内に前記焼結フェライトシートを落とし込む第五工程と、前記焼結フェライトシートと前記可撓性合成樹脂スペーサの上に第一粘着材（１８ａ）を介して前記第一可撓性合成樹脂シートを積層する第六工程とからなる非モノリス積層体の製造方法。

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