JP2020113848A - Laminated antenna and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、絶縁基体上の片面に、絶縁コートを挟んで複数の導電ペーストで形成される配線パターンを積層して得られる積層アンテナに関する。 The present invention relates to a laminated antenna obtained by laminating a wiring pattern formed of a plurality of conductive pastes on one surface of an insulating substrate with an insulating coat interposed therebetween.
近年、無線通信技術の発達により、薄型のアンテナ部品の需要が増加しており、アンテナ装置を小型化して、NFC(Near Field Communication)等で使用される通信端末装置、並びに小型ラジオ等に用いることが提案されている。 2. Description of the Related Art In recent years, the demand for thin antenna parts has increased due to the development of wireless communication technology, and the use of a small antenna device in a communication terminal device used in NFC (Near Field Communication), a small radio, or the like. Is proposed.
一般に、これらのアンテナは、絶縁基板に張り合わせた銅箔をフォトレジストとエッチャントを用いてパターニングするサブトラクティブ法で製造されるが、工程が長く複雑で、多量の廃棄物を生じる。 Generally, these antennas are manufactured by a subtractive method in which a copper foil laminated on an insulating substrate is patterned using a photoresist and an etchant, but the process is long and complicated, and a large amount of waste is generated.
また、電磁誘導方式や電磁授受作用方式のアンテナでは、複数のアンテナパターンを直交に配置し位置検出を行っているため、複数のアンテナを低コストで、シンプルで短く、かつ廃棄物が少ない工程で製造可能なアンテナが望まれている。 Also, in the electromagnetic induction type and electromagnetic transfer type antennas, multiple antenna patterns are arranged orthogonally to perform position detection, so multiple antennas are low cost, simple, short, and with less waste. A manufacturable antenna is desired.
また、RFIDなどの無線通信を行うアンテナとして、PETフィルムなどにアンテナパターンを形成したものであることが多く、これらは金属環境下では使用出来ないため、金属環境下で使用できるICカードとしては特許文献1のように磁性体と積層したものが使用されている。磁性体により金属影響を抑え、リーダライタのアンテナとの結合係数を向上させる目的のためである。 Also, as an antenna for wireless communication such as RFID, an antenna pattern is often formed on a PET film or the like, and since these cannot be used in a metal environment, it is a patent as an IC card that can be used in a metal environment. What is laminated with a magnetic material as in Reference 1 is used. This is for the purpose of suppressing the influence of metal by the magnetic substance and improving the coupling coefficient with the antenna of the reader/writer.
磁性体と導体とを有する磁性体アンテナの交信特性は、指標としてクオリティファクター(以下、Qともいう。)で表される。ここで、Qは、Q=2π×f×L/R(f:通信周波数 L:インダクタンス R:抵抗)で表され、電磁誘導作用を利用するためインダクタンス(L)が大きく、抵抗(R)が小さいことが求められる。 The communication characteristic of a magnetic antenna having a magnetic body and a conductor is represented by a quality factor (hereinafter also referred to as Q) as an index. Here, Q is represented by Q=2π×f×L/R (f: communication frequency L: inductance R: resistance). Since the electromagnetic induction effect is used, the inductance (L) is large and the resistance (R) is It is required to be small.
磁性体アンテナにおいて、アンテナパターンに電流を流したときの電流はパターン導体表面に集中するため、磁性体とパターン線路とは近接することが望ましい。したがって、パターン導体と磁性体とをできる限り近接させるためには、導体を設けるキャリアとなる基材をできる限り薄くすることが望まれる。また、導体の抵抗を小さくにすることがQを高めるために重要である。 In a magnetic material antenna, when a current is applied to the antenna pattern, the current concentrates on the surface of the pattern conductor, so it is desirable that the magnetic material and the pattern line are close to each other. Therefore, in order to bring the patterned conductor and the magnetic material as close to each other as possible, it is desirable to make the base material, which is a carrier on which the conductor is provided, as thin as possible. Further, it is important to reduce the resistance of the conductor in order to increase Q.
また、磁性体アンテナの交信特性は、通信感度ηをもう一つの指標として、η=k×Q1×Q2、(k:送信・受信アンテナの結合係数、Q1:送信アンテナのQ、Q2:受信アンテナのQ)で表される。 The communication characteristics of the magnetic antenna are η=k×Q1×Q2, (k: coupling coefficient of transmitting/receiving antenna, Q1: Q of transmitting antenna, Q2: receiving antenna) with communication sensitivity η as another index. It is represented by Q).
しかしこのような磁性体アンテナを得るための従来の製造方法は、長い工程を要するという欠点がある。そして、アンテナパターン導体表面と磁性体をできる限り近接させるためには、先述したキャリア基材を薄くすることが求められるが、薄いキャリア基材は工程通過性を低下させる欠点がある。 However, the conventional manufacturing method for obtaining such a magnetic antenna has a drawback that it requires a long process. Then, in order to bring the surface of the antenna pattern conductor and the magnetic material as close to each other as possible, it is required to make the carrier base material thin as described above, but the thin carrier base material has a drawback that the process passability is deteriorated.
特許文献2には基板上に導体材をパターン印刷しその上に絶縁材をパターン印刷し、必要によりこの工程を繰り返す印刷回路板が開示されている。しかし、パターン印刷によって充分な絶縁性を持つ絶縁層を形成するには、層を厚くする、高価な樹脂を用いる必要があるなど、課題があった。 Patent Document 2 discloses a printed circuit board in which a conductor material is pattern-printed on a substrate, an insulating material is pattern-printed thereon, and this step is repeated if necessary. However, in order to form an insulating layer having a sufficient insulating property by pattern printing, there are problems such as thickening the layer and using an expensive resin.
例えば、絶縁材として特許文献3には側鎖にカルボン酸基を有するポリウレタン樹脂とエポキシ樹脂の熱硬化性樹脂組成物が開示されている。特許文献4にはエポキシ硬化系にゴム微粒子又はゴム微粒子を分散させたエポキシ樹脂を分散させた耐衝撃性絶縁組成物が開示されている。特許文献5には酸変性ポリエステル樹脂とエポキシ樹脂の回路基板用接着剤への適応が開示されている。 For example, Patent Document 3 discloses a thermosetting resin composition of a polyurethane resin having a carboxylic acid group in a side chain and an epoxy resin as an insulating material. Patent Document 4 discloses a shock-resistant insulating composition in which rubber fine particles or an epoxy resin in which rubber fine particles are dispersed is dispersed in an epoxy curing system. Patent Document 5 discloses application of an acid-modified polyester resin and an epoxy resin to an adhesive for circuit boards.
しかしながら、多層の積層構造を形成する場合に求められる層間の絶縁層の機械的特性にはさらなる向上が望まれており、まだ不十分である。 However, further improvement in the mechanical properties of the insulating layers between layers, which is required when forming a multilayer laminated structure, is desired, and is still insufficient.
本発明は、絶縁基体上の片面に配線パターンを設ける積層アンテナにおいて、安価な材料を用いて、高いインダクタンスを示し、かつ配線パターンを複数層積層することで小型化・高性能化した積層アンテナを提供することを目的とする。 The present invention provides a laminated antenna in which a wiring pattern is provided on one surface of an insulating substrate, which has a high inductance by using an inexpensive material and which is miniaturized and has high performance by laminating a plurality of wiring patterns. The purpose is to provide.
また、本発明は前記積層アンテナを従来の製造方法よりも少ない工数で安価に製造する方法を提供することを目的とする。 Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing the laminated antenna at a low cost with a smaller number of steps than the conventional manufacturing method.
本発明者は、上記の課題を解決するために鋭意検討を進めた結果、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は以下のとおりである。 The present inventor has completed the present invention as a result of intensive studies to solve the above problems. That is, the present invention is as follows.
本発明は、絶縁基体上の片面に、導電ペーストで形成した複数の配線パターンがスルーホールを有する絶縁コート層を挟んで積層されており、配線パターンがスルーホールを介して接続されている積層アンテナであって、絶縁コート層は、下記(A)〜(E)を含有する樹脂の硬化物であることを特徴とする積層アンテナである。
(A)ポリエステル樹脂
(B)板状無機フィラー
(C)フュームドシリカ
(D)ゴム相
(E)エポキシ樹脂
According to the present invention, a laminated antenna in which a plurality of wiring patterns formed of a conductive paste are laminated on one surface of an insulating substrate with an insulating coat layer having a through hole interposed therebetween, and the wiring patterns are connected through the through hole. The insulating coating layer is a cured product of a resin containing the following (A) to (E).
(A) Polyester resin (B) Plate-shaped inorganic filler (C) Fumed silica (D) Rubber phase (E) Epoxy resin
また、本発明の積層アンテナは、好ましくは用いられるポリエステル樹脂の酸価が樹脂1トン当たり800〜2500当量である。 Moreover, in the laminated antenna of the present invention, the acid value of the polyester resin used is preferably 800 to 2500 equivalents per ton of resin.
また、本発明の積層アンテナは、好ましくは用いられる導電ペーストが導電粒子とバインダー樹脂と溶剤とを含有し、当該導電粒子が銅又は銅を主成分とするものである。 Further, in the laminated antenna of the present invention, the conductive paste used preferably contains conductive particles, a binder resin and a solvent, and the conductive particles contain copper or copper as a main component.
また、本発明の積層アンテナは、好ましくは配線パターンが平面渦巻き状のコイルパターンであり、コイルパターンがスルーホールを介して接続されてアンテナコイルを形成している。 Further, in the laminated antenna of the present invention, the wiring pattern is preferably a plane spiral coil pattern, and the coil patterns are connected through a through hole to form an antenna coil.
また、本発明の積層アンテナは、好ましくは絶縁基体が磁性体である。 Further, in the laminated antenna of the present invention, the insulating base is preferably a magnetic body.
また、本発明の積層アンテナは、好ましくは絶縁基体が樹脂フィルムである。 Further, in the laminated antenna of the present invention, the insulating substrate is preferably a resin film.
また、本発明の積層アンテナは、好ましくは絶縁基体上に接着層を介して配線パターンが形成されている。 Further, in the laminated antenna of the present invention, the wiring pattern is preferably formed on the insulating substrate with the adhesive layer interposed therebetween.
また、本発明の積層アンテナは、好ましくは接着層の硬化後の加熱減量が、300℃過熱水蒸気雰囲気下10分で、25重量%以下である。 Further, in the laminated antenna of the present invention, the heat loss after curing the adhesive layer is preferably 25% by weight or less in 10 minutes at 300° C. under superheated steam atmosphere.
本発明は、絶縁基体上の片面に導電ペーストの印刷により配線パターンを形成し、下記(A)〜(E)を含有する絶縁コート剤の印刷により前記配線パターン上にスルーホールとなる開口部を有する絶縁コート層のパターンを形成し、前記絶縁コート層上に導電ペーストの印刷によりスルーホールの充填を含む配線パターンの形成を行うことを特徴とする積層アンテナの製造方法である。
(A)ポリエステル樹脂、
(B)板状無機フィラー、
(C)フュームドシリカ、
(D)ゴム相
(E)エポキシ樹脂
According to the present invention, a wiring pattern is formed on one surface of an insulating substrate by printing a conductive paste, and an insulating coating agent containing the following (A) to (E) is printed to form an opening to be a through hole on the wiring pattern. A method of manufacturing a laminated antenna, comprising forming a pattern of an insulating coat layer which is provided, and forming a wiring pattern including filling of through holes by printing a conductive paste on the insulating coat layer.
(A) polyester resin,
(B) plate-like inorganic filler,
(C) fumed silica,
(D) Rubber phase (E) Epoxy resin
また、本発明は、好ましくは導電ペーストを130℃以上で熱処理して配線パターンとする積層アンテナの製造方法である。 Further, the present invention is preferably a method for manufacturing a laminated antenna in which a conductive paste is heat-treated at 130° C. or higher to form a wiring pattern.
また、本発明は、好ましくは絶縁コート剤を120℃以上の熱処理で硬化して絶縁コート層とする積層アンテナの製造方法である。 Further, the present invention is preferably a method for producing a laminated antenna in which an insulating coating agent is cured by heat treatment at 120° C. or higher to form an insulating coating layer.
本発明の積層アンテナは、配線パターンとスルーホールを有する所定の組成の絶縁コート層とが印刷によって形成され積層されていることにより、薄く、小型で高性能化が可能である。 The laminated antenna of the present invention is thin, compact, and capable of high performance because the wiring pattern and the insulating coating layer having a predetermined composition having a through hole are formed and laminated by printing.
また、磁性体からなる絶縁基体の片面に積層アンテナを形成した場合には、磁性体が金属影響を抑えてリーダライタのアンテナとの結合係数を向上でき、金属環境下でも使用できるアンテナを得ることが可能となる。 Further, when a laminated antenna is formed on one surface of an insulating base made of a magnetic material, the magnetic material can suppress the influence of metal to improve the coupling coefficient with the antenna of the reader/writer, and to obtain an antenna that can be used even in a metal environment. Is possible.
また、本発明の積層アンテナの製造方法によれば、従来の方法より少ない工数で、かつ安価に積層アンテナを製造できる。 Further, according to the method for manufacturing a laminated antenna of the present invention, it is possible to manufacture the laminated antenna with a smaller number of steps and at a lower cost than the conventional method.
以下、本発明について図面を参照しつつ説明する。図面では、外部との接続端子、通信処理回路等の図示を省略している。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawing, illustrations of external connection terminals, communication processing circuits, and the like are omitted. The present invention is not limited to the embodiments below.
図1は、本発明の一実施形態の積層アンテナの部分断面図である。本発明は、絶縁基体11上の片面に必要により接着層12を介して導電ペーストで形成した複数の配線パターン13がスルーホール15を有する絶縁コート層14を挟んで積層され、配線パターン13がスルーホール15を介して接続された積層アンテナである。本実施形態の積層アンテナ1を製造するには、絶縁基体11上の片面に接着層12を形成した後、導電ペーストの印刷によって配線パターン13−1を形成し、スルーホール15−1を除いて配線パターン13−1を覆うように絶縁コート剤の印刷によって絶縁コート層14−1を形成し、絶縁コート層14−1の上に、導電ペーストの印刷によって配線パターン13−2を形成するが、配線パターン13−2の形成と共にスルーホール15−1に導電ペーストを充填することができ、配線パターン13−1と13−2とは電気的に接続される。配線パターン13−2の上には、さらに絶縁コート層と配線パターンを同様の方法で積層してアンテナコイル16Aと16Bを有する所定の構造の積層アンテナとする。本実施形態においては、磁気的に結合した2つ以上の独立したアンテナが積層された積層アンテナとなり、絶縁基体を磁性体とすれば、金属環境でも使用可能なアンテナとなる。 FIG. 1 is a partial sectional view of a laminated antenna according to an embodiment of the present invention. According to the present invention, a plurality of wiring patterns 13 made of a conductive paste are laminated on one surface of the insulating substrate 11 if necessary with an adhesive layer 12 sandwiching an insulating coat layer 14 having a through hole 15, and the wiring pattern 13 is formed through. It is a laminated antenna connected through a hole 15. In order to manufacture the laminated antenna 1 of this embodiment, after the adhesive layer 12 is formed on one surface of the insulating substrate 11, the wiring pattern 13-1 is formed by printing a conductive paste, and the through hole 15-1 is removed. An insulating coating layer 14-1 is formed by printing an insulating coating agent so as to cover the wiring pattern 13-1, and a wiring pattern 13-2 is formed on the insulating coating layer 14-1 by printing a conductive paste. The through hole 15-1 can be filled with a conductive paste together with the formation of the wiring pattern 13-2, and the wiring patterns 13-1 and 13-2 are electrically connected. An insulating coat layer and a wiring pattern are further laminated on the wiring pattern 13-2 by the same method to form a laminated antenna having a predetermined structure having antenna coils 16A and 16B. In the present embodiment, a laminated antenna in which two or more independent antennas that are magnetically coupled are laminated, and if the insulating substrate is a magnetic body, the antenna can be used even in a metal environment.
図2は、本発明の一実施形態の積層アンテナの部分断面図である。本実施形態の積層アンテナ2を製造するには、必要により接着層22を設けた絶縁基体21上に配線パターン23−1を形成し、さらに絶縁コート層と配線パターンを同様の方法で積層してアンテナコイル26を有する所定の構造の積層アンテナとする。本実施形態においては、基体の片面に印刷によって多層の配線を設けることができ、積層する配線間にフィルム等の基材を必要としないため、アンテナの小型化、高性能化が可能になり、基材にスルーホールを設ける工程も不要なので工数を削減できる。 FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the laminated antenna according to the embodiment of the present invention. In order to manufacture the laminated antenna 2 of the present embodiment, the wiring pattern 23-1 is formed on the insulating substrate 21 provided with the adhesive layer 22 if necessary, and the insulating coat layer and the wiring pattern are further laminated by the same method. A laminated antenna having a predetermined structure having an antenna coil 26 is used. In the present embodiment, it is possible to provide a multilayer wiring by printing on one surface of the substrate, and since a base material such as a film is not required between the wirings to be laminated, it is possible to reduce the size and performance of the antenna. Since the step of providing a through hole in the base material is also unnecessary, the number of steps can be reduced.
図3は、本発明の一実施形態の積層アンテナの部分断面図であり、図2に示した積層アンテナ2の樹脂フィルムからなる絶縁基体31に両面テープ38によって磁性体37が貼り付けられた構造を持つ積層アンテナ3である。本実施形態によれば、本発明の積層アンテナを金属環境下でも使用可能である。 FIG. 3 is a partial cross-sectional view of a laminated antenna according to an embodiment of the present invention, which has a structure in which a magnetic material 37 is attached to an insulating substrate 31 made of a resin film of the laminated antenna 2 shown in FIG. Is a laminated antenna 3 having. According to this embodiment, the laminated antenna of the present invention can be used even in a metal environment.
図4は、本発明の積層アンテナの断面のSEM写真である。下から、磁性体(フェライト焼結体)、接着層、導電粒子が焼結した配線パターン、絶縁コート層、そして再び配線パターンの順に積層されている。 FIG. 4 is a SEM photograph of a cross section of the laminated antenna of the present invention. From the bottom, a magnetic body (ferrite sintered body), an adhesive layer, a wiring pattern in which conductive particles are sintered, an insulating coat layer, and a wiring pattern are laminated again in this order.
図5は本発明の積層アンテナの絶縁コート層の断面のSEM写真である。本写真の撮影においては、樹脂とコントラストの出ないゴム相の分布の観察のため、トルエンで表面をエッチングしゴム相を溶出している。絶縁コート層に板状無機フィラー(カオリン)、フュームドシリカ、粒子状のゴム相が分散して存在していることが確認できる。 FIG. 5 is a SEM photograph of a cross section of the insulating coating layer of the laminated antenna of the present invention. In the photography of this photograph, in order to observe the distribution of the rubber phase having no contrast with the resin, the surface is etched with toluene to elute the rubber phase. It can be confirmed that the plate-like inorganic filler (kaolin), fumed silica, and particulate rubber phase are dispersed and present in the insulating coat layer.
以下、各構成要素について詳細に説明する Hereinafter, each component will be described in detail.
本発明に係る積層アンテナは絶縁基体上に配線パターンと絶縁コート層が積層される。 In the laminated antenna according to the present invention, the wiring pattern and the insulating coat layer are laminated on the insulating substrate.
まず、絶縁基体について述べる。 First, the insulating substrate will be described.
前記絶縁基体としては、アンテナ部品の薄型化の観点から形状はシート状であることが好ましく、所望の機能に応じて磁性体や樹脂フィルムなどを用いることができる。 The insulating substrate is preferably sheet-shaped from the viewpoint of thinning the antenna component, and a magnetic material, a resin film, or the like can be used depending on the desired function.
本発明で用いる磁性体は、使用する周波数における透磁率実数部(μ’)が大きく、透磁率虚数部(μ”)が小さい軟磁性材料が好ましい。金属系軟磁性粉末を樹脂混合し、シート状に成形したものや、スピネル系磁性フェライトなどの焼結シート及び焼結シートに樹脂フィルムを貼り付けて可撓性を持たせた複合磁性シートが好ましい。RFIDなど13.56MHz付近の周波数帯で使用する場合、Ni−Znフェライト等が好ましい。 The magnetic material used in the present invention is preferably a soft magnetic material having a large magnetic permeability real part (μ′) and a small magnetic permeability imaginary part (μ″) at a frequency used. A sheet is prepared by mixing a metal soft magnetic powder with a resin. It is preferable to use a sheet-shaped product, a sintered sheet of spinel magnetic ferrite or the like, or a composite magnetic sheet in which a resin film is attached to the sintered sheet to give flexibility. When used, Ni-Zn ferrite or the like is preferable.
本発明では、配線パターンを熱処理して導電化することから、グリーンシート法によって得られたNi−Znフェライト系の焼結フェライトシートが好ましい。限定はされないが、シート厚みは50〜300μmが好ましい。 In the present invention, the Ni-Zn ferrite-based sintered ferrite sheet obtained by the green sheet method is preferable because the wiring pattern is heat-treated to make it conductive. Although not limited, the sheet thickness is preferably 50 to 300 μm.
本発明で用いる樹脂フィルムは熱処理に耐えるものでなければならない。例えば、ポリイミド系樹脂シートあるいはフィルム、芳香族ポリアミド系樹脂シートあるいはフィルム、あるいはガラスエポキシ積層板等が挙げられ、中でもポリイミド系樹脂シートあるいはフィルムが望ましい。 The resin film used in the present invention must be resistant to heat treatment. Examples thereof include a polyimide resin sheet or film, an aromatic polyamide resin sheet or film, or a glass epoxy laminated plate, and among them, a polyimide resin sheet or film is preferable.
ポリイミド系樹脂としてはポリイミド前駆体樹脂、溶剤可溶ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂が挙げられる。ポリイミド系樹脂は通常の方法で重合することができる。例えば、テトラカルボン酸二無水物とジアミンを溶液中、低温で反応させポリイミド前駆体溶液を得る方法、テトラカルボン酸二無水物とジアミンを溶液中で反応させ溶剤可溶性のポリイミド溶液を得る方法、原料としてイソシアネートを用いる方法、原料として酸クロリドを用いる方法などがある。 Examples of the polyimide-based resin include a polyimide precursor resin, a solvent-soluble polyimide resin, and a polyamideimide resin. The polyimide resin can be polymerized by a usual method. For example, in a solution of a tetracarboxylic dianhydride and a diamine, a method of obtaining a polyimide precursor solution by reacting at a low temperature, a method of reacting a tetracarboxylic dianhydride and a diamine in a solution to obtain a solvent-soluble polyimide solution, a raw material There is a method using an isocyanate as the above, a method using an acid chloride as a raw material, and the like.
次に、配線パターンについて述べる。 Next, the wiring pattern will be described.
本発明において配線パターンは絶縁基体上、または絶縁コート層上に導電ペーストによって形成される。配線パターンは、アンテナを構成する配線であってもよく、スルーホールに充填され、あるいは端子を形成し、あるいは任意の場所にパターン状または面上に形成されるものであってもよい。 In the present invention, the wiring pattern is formed by the conductive paste on the insulating substrate or the insulating coat layer. The wiring pattern may be a wiring forming an antenna, may be filled in a through hole, may form a terminal, or may be formed in a pattern or on an arbitrary place.
アンテナを構成する配線とは、アンテナコイルの全部または一部がある一平面に形成された配線であり、平面渦巻き状のコイルパターンであることが好ましい。各平面のコイルパターンは、他の平面のコイルと電気的に独立したアンテナコイルであってもよく、複数の平面に形成されたコイルが絶縁コート層に設けられたスルーホールを介して接続されたアンテナコイルであってもよいが、複数の平面渦巻き状のコイルパターンが絶縁コート層に設けられたスルーホールを介して接続されてアンテナコイルを形成していることが好ましい。また、1つの平面に複数のコイルが設けられ、それぞれが別のアンテナコイルを構成しても構わない。 The wiring forming the antenna is a wiring formed on one plane where all or a part of the antenna coil is formed, and is preferably a plane spiral coil pattern. The coil pattern on each plane may be an antenna coil that is electrically independent of the coils on other planes, and the coils formed on a plurality of planes are connected through through holes provided in the insulating coat layer. Although it may be an antenna coil, it is preferable that a plurality of planar spiral coil patterns are connected to each other through a through hole provided in the insulating coat layer to form the antenna coil. In addition, a plurality of coils may be provided on one plane and each may form another antenna coil.
配線パターンの厚みは、主に求める導電性から決められるが、0.05〜100μmであることが好ましい。配線パターンの厚みが0.05μm未満であると、十分な導電性が得られない可能性があり、100μmを超えると熱処理時にパターン中に残留していた溶剤の突沸によりパターンに欠陥ができている可能性があり、また、アンテナの薄型化の観点からも好ましくない。配線パターンの厚みは、より好ましくは0.2〜50μmである。十分に小さいコイル抵抗を得るために、配線パターンの厚みは5〜50μmが更により好ましい。 The thickness of the wiring pattern is determined mainly by the required conductivity, but is preferably 0.05 to 100 μm. If the thickness of the wiring pattern is less than 0.05 μm, sufficient conductivity may not be obtained, and if it exceeds 100 μm, the pattern is defective due to bumping of the solvent remaining in the pattern during heat treatment. This is not preferable from the viewpoint of thinning the antenna. The thickness of the wiring pattern is more preferably 0.2 to 50 μm. The thickness of the wiring pattern is more preferably 5 to 50 μm in order to obtain a sufficiently small coil resistance.
本発明で用いる導電ペーストは、導電性の合金粉末とバインダー樹脂とを主成分として溶剤中に分散させたものであり、配線パターンを印刷した後、熱処理によって焼結することで高い導電性を発現し、十分に小さい抵抗を示すものであれば特に限定するものではない。 The conductive paste used in the present invention is one in which a conductive alloy powder and a binder resin are dispersed as main components in a solvent, and after printing a wiring pattern, high conductivity is exhibited by sintering by heat treatment. However, it is not particularly limited as long as it exhibits a sufficiently low resistance.
導電ペーストに用いられる導電粒子として、金、銀、銅、ニッケル、アルミニウム等の金属が挙げられる。中でも、本発明で用いる導電ペーストを構成する導電粒子は銅または銅を主成分とする金属粒子であることが好ましく、銅の割合が80重量%以上の銅合金であってもよく、該銅粉末の表面が銀で被覆されたものであってもよい。該銅粉末への銀の被覆は完全に被覆しても、一部の銅を露出させて被覆したものでもよい。また、銅粉末はその粒子表面に導電性を損なわない程度の酸化被膜を有していてもよい。銅粉末の形状は、略球状、樹枝状、フレーク状等のいずれでも使用できる。銅粉末または銅合金粉末としては、湿式銅粉、電解銅粉、アトマイズ銅粉、気相還元銅粉等を用いることができる。 Examples of the conductive particles used in the conductive paste include metals such as gold, silver, copper, nickel and aluminum. Among them, the conductive particles forming the conductive paste used in the present invention are preferably copper or metal particles containing copper as a main component, and the proportion of copper may be a copper alloy having a weight ratio of 80% by weight or more. The surface may be coated with silver. The silver coating on the copper powder may be complete or may be a coating in which a part of copper is exposed. Further, the copper powder may have an oxide film on the surface of its particles to the extent that conductivity is not impaired. The shape of the copper powder may be substantially spherical, dendritic, flake-shaped or the like. As the copper powder or the copper alloy powder, wet copper powder, electrolytic copper powder, atomized copper powder, vapor-phase reduced copper powder and the like can be used.
本発明で用いる導電ペーストは熱処理によって導電性を向上させるため、1μm以下の銅粉末を含むことが好ましい。本発明の実施形態で用いる銅粉末は平均粒径が0.01〜20μmである。銅粉末の平均粒径が20μmより大きいと、絶縁性基板に微細な配線パターンを形成することが困難になる。また、平均粒径が0.01μmより小さい場合には加熱処理時の微粒子間融着による歪の発生が大きくなり、基体との密着性が低下する。銅粉末の平均粒径は0.02μm〜15μmの範囲がより好ましく、更に好ましくは0.04〜4μm、更により好ましくは0.1〜2μmである。本発明で用いる銅粉末は平均粒径が0.01〜20μmであれば、異なる粒径の二種以上の銅粉末を混合して使用してもかまわない。特にスクリーン印刷用銅ペーストでは、流動特性の付与を目的とし、0.05〜0.5μmの粉と1〜10μmの粉とを混合して使用することが好ましく、1〜10μmサイズの非球状粒子を含有することがさらに好ましく、ミクロンサイズの非球状粒子の配合率は全銅粉の10〜60重量%がさらに好ましい。 The conductive paste used in the present invention preferably contains copper powder of 1 μm or less in order to improve conductivity by heat treatment. The copper powder used in the embodiment of the present invention has an average particle size of 0.01 to 20 μm. When the average particle size of the copper powder is larger than 20 μm, it becomes difficult to form a fine wiring pattern on the insulating substrate. If the average particle size is smaller than 0.01 μm, distortion due to fusion between the fine particles during heat treatment will increase, and the adhesion to the substrate will decrease. The average particle size of the copper powder is more preferably in the range of 0.02 μm to 15 μm, still more preferably 0.04 to 4 μm, and even more preferably 0.1 to 2 μm. The copper powder used in the present invention may be a mixture of two or more kinds of copper powders having different particle diameters as long as the average particle diameter is 0.01 to 20 μm. Particularly, in the case of a copper paste for screen printing, it is preferable to use a powder of 0.05 to 0.5 μm and a powder of 1 to 10 μm in a mixture for the purpose of imparting fluidity characteristics, and non-spherical particles of 1 to 10 μm size. Is more preferable, and the compounding ratio of the non-spherical particles of micron size is more preferably 10 to 60% by weight of the total copper powder.
導電ペーストの熱処理条件は、導電性の目標や金属粉末特性やバインダー樹脂により最適範囲は異なる。熱処理の温度は130℃以上、好ましくは250℃以上で、より好ましくは300℃以上である。熱処理の上限温度は用いる材料により異なるが、バインダー樹脂の劣化等から400℃以下がさらに好ましい。熱処理時間は10秒〜10分、より好ましくは20秒〜5分である。熱処理方法としては、過熱水蒸気処理が加熱効率がよく、高温での処理による密着性の低下を抑えることができ、好ましい。また、特に銅粉末表面の酸化物の還元にかかる処理時間を短くでき、充分に高い導電性を得るためにも過熱水蒸気処理が好ましい。過熱水蒸気処理とは熱、空気よりも熱容量、比熱が大きい、飽和水蒸気を更に加熱して温度を上げた水蒸気である。 The optimum range of heat treatment conditions for the conductive paste varies depending on the conductivity target, metal powder characteristics, and binder resin. The temperature of the heat treatment is 130° C. or higher, preferably 250° C. or higher, more preferably 300° C. or higher. The upper limit temperature of the heat treatment varies depending on the material used, but is preferably 400° C. or lower due to deterioration of the binder resin and the like. The heat treatment time is 10 seconds to 10 minutes, more preferably 20 seconds to 5 minutes. As a heat treatment method, superheated steam treatment is preferable because it has high heating efficiency and can suppress deterioration of adhesion due to treatment at high temperature. Further, the superheated steam treatment is preferable in order to shorten the treatment time required for reducing the oxide on the surface of the copper powder and to obtain sufficiently high conductivity. The superheated steam treatment is steam which has a larger heat capacity, a larger heat capacity and a higher specific heat than air, and further heats saturated steam to raise its temperature.
本発明で用いる導電ペーストは高分子化合物をバインダー樹脂とする。高分子化合物をバインダー樹脂とする導電ペーストはポリマータイプ導電ペーストとして知られている。ポリマータイプ導電ペーストはバインダー樹脂によって、導電粒子の固着と基材との接着性を確保できるが、バインダー樹脂が導電粒子間の接触を阻害するため、導電性を悪化させる。しかし、導電粒子の比率を高め、バインダー樹脂比率を低減させると、基体との接着性の低下だけでなく、配線パターンの脆化や、耐屈曲性の悪化、耐久性の悪化も起り易くなる。したがって、本発明においては導電ペースト中の導電粒子の比率は90重要%〜98重量%が好ましい The conductive paste used in the present invention uses a polymer compound as a binder resin. A conductive paste containing a polymer compound as a binder resin is known as a polymer type conductive paste. The polymer-type conductive paste can secure the fixing of the conductive particles and the adhesiveness to the base material by the binder resin, but the binder resin hinders the contact between the conductive particles and deteriorates the conductivity. However, when the ratio of the conductive particles is increased and the binder resin ratio is decreased, not only the adhesiveness with the substrate is deteriorated but also the wiring pattern becomes brittle, the flex resistance is deteriorated, and the durability is deteriorated. Therefore, in the present invention, the ratio of the conductive particles in the conductive paste is preferably 90% by weight to 98% by weight.
本発明で用いる導電ペーストに使用される溶剤は、バインダー樹脂を溶解するものであえば有機化合物であっても水であってもよい。溶媒は、導電ペースト中で銅粉末を分散させる役割に加えて、分散体の粘度を調整する役割がある。有機溶媒の例として、アルコール、エーテル、ケトン、エステル、芳香族炭化水素、アミド等が挙げられる。 The solvent used for the conductive paste used in the present invention may be an organic compound or water as long as it dissolves the binder resin. The solvent has the role of adjusting the viscosity of the dispersion in addition to the role of dispersing the copper powder in the conductive paste. Examples of organic solvents include alcohols, ethers, ketones, esters, aromatic hydrocarbons, amides and the like.
本発明で用いる導電ペーストに使用されるバインダー樹脂としては、ポリエステル、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリエーテル、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリイミドあるいはアクリル等の樹脂が挙げられる。樹脂は主鎖にエステル結合、ウレタン結合、アミド結合、エーテル結合、イミド結合等を有するものが、銅粉末の安定性から、好ましい。 Examples of the binder resin used in the conductive paste used in the present invention include resins such as polyester, polyurethane, polycarbonate, polyether, polyamide, polyamideimide, polyimide and acrylic. It is preferable that the resin has an ester bond, a urethane bond, an amide bond, an ether bond, an imide bond or the like in its main chain from the viewpoint of the stability of the copper powder.
本発明で用いる導電ペーストの各成分の割合は導電粒子を100重量部に対し、溶剤5〜400重量部、バインダー樹脂0.5〜20重量部の範囲が好ましい。導電ペースト中のバインダー樹脂量が銅粉末を100重量部に対し0.5重量部未満の場合、基体との密着性の低下が顕著になり、好ましくない。一方、バインダー樹脂量が20重量部を超えると導電粒子間の接触機会の減少により、導電性を確保できない。バインダー樹脂はより好ましくは1〜6重量部であり、さらに好ましくは2〜5重量部である。 The ratio of each component of the conductive paste used in the present invention is preferably in the range of 5 to 400 parts by weight of solvent and 0.5 to 20 parts by weight of binder resin to 100 parts by weight of conductive particles. When the amount of the binder resin in the conductive paste is less than 0.5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of copper powder, the adhesiveness to the substrate is significantly deteriorated, which is not preferable. On the other hand, if the amount of the binder resin exceeds 20 parts by weight, it is not possible to secure conductivity because the chance of contact between the conductive particles is reduced. The binder resin is more preferably 1 to 6 parts by weight, further preferably 2 to 5 parts by weight.
また、本発明で用いる導電ペーストでは、全不揮発分中の導電粒子の割合(導電粒子含有比率)が94重量%以上であることが好ましく、より好ましくは96重量%以上である。ここで、不揮発分とは、導電ペーストのうち揮発性の溶剤以外の成分であり、導電粒子、バインダー樹脂、フィラー、硬化剤、分散剤等である。全不揮発分中の導電粒子の割合を多くすることで、導電性を高めることができる。全不揮発分中の導電粒子の割合が94重量%未満では、導電性の向上効果が乏しい。全不揮発分中の導電粒子の割合の上限は使用するバインダー樹脂により異なるが99重量%が好ましく、より好ましくは98重量%である。 In the conductive paste used in the present invention, the ratio of conductive particles in the total nonvolatile content (conductive particle content ratio) is preferably 94% by weight or more, and more preferably 96% by weight or more. Here, the non-volatile component is a component of the conductive paste other than the volatile solvent, and is a conductive particle, a binder resin, a filler, a curing agent, a dispersant, or the like. The conductivity can be increased by increasing the ratio of the conductive particles in the total nonvolatile content. If the proportion of conductive particles in the total nonvolatile content is less than 94% by weight, the effect of improving conductivity is poor. The upper limit of the proportion of conductive particles in the total nonvolatile content varies depending on the binder resin used, but is preferably 99% by weight, more preferably 98% by weight.
全不揮発分中の導電粒子の割合を多くしたときには、少量のバインダー樹脂でバインダー樹脂に必要な機能を出させるため、バインダー樹脂は分子量が高い程好ましい。バインダー樹脂の種類により望ましい分子量は異なるが、ポリエステル、ポリウレタンあるいはポリカーボネートでは数平均分子量は1万以上、望ましくは2万以上である。バインダー樹脂の分子量の上限は、分散体の粘度等から50万程度である。 When the proportion of the conductive particles in the total nonvolatile content is increased, a small amount of the binder resin allows the binder resin to have a required function. Therefore, the binder resin having a higher molecular weight is preferable. Although the desirable molecular weight varies depending on the type of binder resin, the number average molecular weight of polyester, polyurethane or polycarbonate is 10,000 or more, preferably 20,000 or more. The upper limit of the molecular weight of the binder resin is about 500,000 due to the viscosity of the dispersion and the like.
導電粒子は導電ペースト中で、良好な分散状態を保持することが、良好な導電性を発現するために必要である。少量のバインダー樹脂でバインダー樹脂に必要な機能を出させるためには、バインダー樹脂としては、スルフォン酸塩基やカルボン酸塩基等の金属への吸着能力のある官能基を含有するポリマーを含有することが望ましい。 It is necessary for the conductive particles to maintain a good dispersed state in the conductive paste in order to exhibit good conductivity. In order to provide the binder resin with a necessary function with a small amount of the binder resin, the binder resin may contain a polymer having a functional group capable of adsorbing to a metal such as a sulfonate group or a carboxylate group. desirable.
スルフォン酸塩基を含有することはバインダー樹脂中の硫黄含有量で表し、バインダー樹脂中の硫黄含有量が0.05〜3重量%であることが好ましく、より好ましくは0.1〜1重量%である。カルボン酸塩基は元のカルボン酸基として、バインダー樹脂1トン当たり30〜500モル含まれていることが好ましく、より好ましくは50〜200モルである。 The inclusion of a sulfonate group is represented by the sulfur content in the binder resin, and the sulfur content in the binder resin is preferably 0.05 to 3% by weight, more preferably 0.1 to 1% by weight. is there. The carboxylic acid group is contained as the original carboxylic acid group in an amount of preferably 30 to 500 mol, and more preferably 50 to 200 mol, per ton of the binder resin.
本発明で用いる導電ペーストには、必要に応じ、硬化剤を配合しても良い。本発明に使用できる硬化剤としてはフェノール樹脂、アミノ樹脂、イソシアネート化合物、エポキシ樹脂、オキセタン化合物、マレイミド化合物等が挙げられる。硬化剤の使用量はバインダー樹脂の1〜50重量%の範囲が好ましく、1〜20重量%の範囲がより好ましい。 A curing agent may be added to the conductive paste used in the present invention, if necessary. Examples of the curing agent that can be used in the present invention include phenol resins, amino resins, isocyanate compounds, epoxy resins, oxetane compounds, and maleimide compounds. The amount of the curing agent used is preferably in the range of 1 to 50% by weight of the binder resin, more preferably 1 to 20% by weight.
本発明で用いる導電ペーストは、分散剤を配合してもかまわない。分散剤としてはステアリン酸、オレイン酸、ミリスチン酸等の高級脂肪酸、脂肪酸アミド、脂肪酸金属塩、燐酸エステル、スルフォン酸エステル等が挙げられる。分散剤の使用量はバインダー樹脂の0.1〜10重量%の範囲が好ましい。 The conductive paste used in the present invention may contain a dispersant. Examples of the dispersant include higher fatty acids such as stearic acid, oleic acid and myristic acid, fatty acid amides, fatty acid metal salts, phosphoric acid esters and sulfonic acid esters. The amount of the dispersant used is preferably in the range of 0.1 to 10% by weight of the binder resin.
導電ペーストを得る方法としては、粉末を液体に分散する一般的な方法を用いることができる。例えば、導電粒子とバインダー樹脂溶液、必要により追加の溶媒からなる混合物を混合した後、超音波法、ミキサー法、3本ロール法、ボールミル法等で分散を施せばよい。これらの分散手段のうち、複数を組み合わせて分散を行うことも可能である。これらの分散処理は室温で行ってもよく、分散体の粘度を下げるために、加熱して行ってもよい。 As a method of obtaining the conductive paste, a general method of dispersing powder in a liquid can be used. For example, a mixture of conductive particles, a binder resin solution and, if necessary, an additional solvent may be mixed and then dispersed by an ultrasonic method, a mixer method, a three-roll method, a ball mill method or the like. It is also possible to perform a dispersion by combining a plurality of these dispersion means. These dispersion treatments may be performed at room temperature, or may be performed by heating in order to reduce the viscosity of the dispersion.
次に、絶縁コート層について述べる。 Next, the insulating coat layer will be described.
本発明において、絶縁コート層は複数の配線パターン間に絶縁コート剤によって形成される層であり、ポリエステル樹脂(A)、板状無機フィラー(B)、フュームドシリカ(C)、ゴム相(D)およびエポキシ樹脂(E)を含む樹脂の硬化物によってなる。絶縁コート層にはスルーホールが設けられており、配線パターンがスルーホールを介して接続されている。 In the present invention, the insulating coating layer is a layer formed by an insulating coating agent between a plurality of wiring patterns, and includes a polyester resin (A), a plate-like inorganic filler (B), fumed silica (C), a rubber phase (D). ) And a cured product of a resin containing an epoxy resin (E). Through holes are provided in the insulating coat layer, and the wiring patterns are connected through the through holes.
本発明で設けられる絶縁コート層の厚みは多層回路基板を組み込んだ製品の仕様から決められるが、絶縁性、耐久性等から溶剤を蒸発させた乾燥後の厚みで25μm以下の範囲で用いることができる。絶縁コート層の厚みが25μmを超えると非コート部との段差が大きくなり、絶縁コート層上に形成される配線パターンに段差部でひび割れが発生する場合がある。絶縁コート層の厚みは好ましくは5〜23μmであり、より好ましくは8〜20μmであり、更に好ましくは10〜18μmである。絶縁コート層の厚みが5μm未満では絶縁性が不安定な場合があり、また高温多湿下での耐久性に劣る可能性がある。なお、絶縁コート層の厚みは配線パターンのない平坦部で測定する。配線パターン上の絶縁コート層はコート剤のダレによって平坦部に比べて薄くなることがあるが、前述の厚みで絶縁コート層を形成すれば、上下の配線パターン間も充分に絶縁される。 The thickness of the insulation coating layer provided in the present invention is determined by the specifications of the product incorporating the multilayer circuit board, but the thickness after drying after evaporation of the solvent is preferably 25 μm or less in view of insulation properties and durability. it can. If the thickness of the insulating coat layer exceeds 25 μm, the step difference with the non-coated portion becomes large, and cracks may occur at the step portion in the wiring pattern formed on the insulating coat layer. The thickness of the insulating coat layer is preferably 5 to 23 μm, more preferably 8 to 20 μm, and further preferably 10 to 18 μm. If the thickness of the insulating coat layer is less than 5 μm, the insulating property may be unstable, and the durability under high temperature and high humidity may be poor. The thickness of the insulating coat layer is measured at the flat portion without the wiring pattern. The insulating coating layer on the wiring pattern may become thinner than the flat portion due to the sagging of the coating agent. However, if the insulating coating layer is formed with the above-mentioned thickness, the upper and lower wiring patterns are sufficiently insulated.
本発明における絶縁コート層は、絶縁コート層を挟んで上下に積層された配線パターンを接続する場合、パターン印刷でスルーホール部を設ける。スルーホール部への銅ペーストの充填を配線パターンの印刷時に同時に行えるように、スルーホール部の体積を小さくすることが好ましい。スルーホール部の直径が100〜1000μmの範囲であれば、絶縁コート層の厚みが25μm以下の場合、スルーホール部への銅ペーストの充填が印刷と同時にできる。スルーホール部の直径と厚みが上記の範囲ではスルーホール部への銅ペーストの充填工程を新たに設けることは必ずしも必要としない。 The insulating coat layer in the present invention is provided with through holes by pattern printing when connecting the wiring patterns which are stacked one above the other with the insulating coat layer interposed therebetween. It is preferable to reduce the volume of the through hole portion so that the copper paste can be filled in the through hole portion at the same time when the wiring pattern is printed. When the diameter of the through hole is in the range of 100 to 1000 μm, the copper paste can be filled in the through hole at the same time as printing when the thickness of the insulating coat layer is 25 μm or less. If the diameter and thickness of the through hole portion are within the above ranges, it is not always necessary to newly provide a step of filling the through hole portion with the copper paste.
本発明で設けられる絶縁コート層は導電層との接着性や耐熱性が優れているため、絶縁コート層上に設けられた配線パターンの焼結による絶縁破壊の防止に有効である。 Since the insulating coat layer provided in the present invention has excellent adhesiveness to the conductive layer and heat resistance, it is effective in preventing dielectric breakdown due to sintering of the wiring pattern provided on the insulating coat layer.
本発明で用いる絶縁コート剤はポリエステル樹脂(A)、板状無機フィラー(B)、フュームドシリカ(C)、ゴム相(D)エポキシ樹脂(E)を含有する。 The insulating coating agent used in the present invention contains a polyester resin (A), a plate-like inorganic filler (B), fumed silica (C), a rubber phase (D) and an epoxy resin (E).
ポリエステル樹脂(A)としては、酸価が樹脂1トン当たり、好ましくは800〜2500当量の高酸化ポリエステルであることが好ましく、より好ましくは1000〜2300当量、さらに好ましくは1100〜2100当量である。 The polyester resin (A) is preferably a highly oxidized polyester having an acid value of 800 to 2500 equivalents per ton of resin, more preferably 1000 to 2300 equivalents, and further preferably 1100 to 2100 equivalents.
また、ポリエステル樹脂(A)の好ましい分子量は数平均分子量で5000〜30000である。 Further, the number average molecular weight of the polyester resin (A) is preferably 5,000 to 30,000.
ポリエステル樹脂(A)としては、ポリエステルジオールおよび/またはポリカーボネートジオールとテトラカルボン酸二無水物との反応物が好ましい。ポリエステルジオールおよび/またはポリカーボネートジオールとテトラカルボン酸二無水物との反応物とは、数平均分子量が好ましくは500〜5000、より好ましくは700〜2000のポリエステルジオールおよび/またはポリカーボネートジオールの水酸基とテトラカルボン酸二無水物基との反応により、エステル結合とカルボン酸基の生成を伴う鎖延長反応の生成物である。ポリエステルジオールおよび/またはポリカーボネートジオールの分子量、該ジオール化合物の水酸基とテトラカルボン酸二無水物の酸無水物基との比率等により分子量や酸価が決まる。酸価を高めるため、エチレングリコールやネオペンチルグリコール等のグリコールをジオール化合物の一部として使ってもかまわない。該ジオール化合物の水酸基に対して、酸無水物基をやや過剰の条件で反応させ、所定の分子量になった後、末端の酸無水物基を1級アミノ化合物で反応停止してもかまわない。 The polyester resin (A) is preferably a reaction product of polyester diol and/or polycarbonate diol and tetracarboxylic dianhydride. The reaction product of polyester diol and/or polycarbonate diol and tetracarboxylic dianhydride is preferably a polyester diol and/or polycarbonate diol having a number average molecular weight of 500 to 5000, more preferably 700 to 2000, and a tetracarboxylic acid. It is the product of a chain extension reaction involving the formation of an ester bond and a carboxylic acid group by reaction with an acid dianhydride group. The molecular weight and acid value are determined by the molecular weight of the polyester diol and/or polycarbonate diol, the ratio of the hydroxyl group of the diol compound and the acid anhydride group of the tetracarboxylic dianhydride, and the like. Glycols such as ethylene glycol and neopentyl glycol may be used as a part of the diol compound to increase the acid value. The acid anhydride group may be reacted with the hydroxyl group of the diol compound under a condition of a slight excess, and the terminal acid anhydride group may be terminated with a primary amino compound after the molecular weight reaches a predetermined molecular weight.
本発明で用いる絶縁コート剤はカルボン酸基とエポキシ基の反応により架橋構造を形成する。カルボン酸基はポリエステル中に存在するが、原料として用いるエステルジオールおよび/またはポリカーボネートジオールの分子量が500以上あることにより架橋点の集中を防ぐことができ、架橋物の歪が減少でき、絶縁コート層の耐熱性と物性の向上に寄与する。 The insulating coating agent used in the present invention forms a crosslinked structure by the reaction of a carboxylic acid group and an epoxy group. Carboxylic acid groups are present in the polyester, but when the molecular weight of the ester diol and/or polycarbonate diol used as a raw material is 500 or more, the concentration of cross-linking points can be prevented, the strain of the cross-linked product can be reduced, and the insulating coating layer Contributes to the improvement of heat resistance and physical properties.
本発明における絶縁コート剤に用いるポリエステルは、架橋によるカールの発生の低減や接着性の保持のために、ガラス転移温度は40℃以下が好ましく、30℃以下であることより好ましい。ガラス転移温度の下限は、硬化物の物性から−30℃が好ましく、より好ましくは−20℃である。 The polyester used for the insulating coating agent in the present invention has a glass transition temperature of preferably 40° C. or lower, and more preferably 30° C. or lower in order to reduce curling due to crosslinking and maintain adhesiveness. The lower limit of the glass transition temperature is preferably −30° C., more preferably −20° C., from the physical properties of the cured product.
ポリエステルジオールおよび/またはポリカーボネートジオールとテトラカルボン酸二無水物との反応は、溶融状態で行ってもよいが、有機溶剤中で3級アミノ化合物の存在下で行うことが好ましい。 The reaction between the polyester diol and/or polycarbonate diol and the tetracarboxylic dianhydride may be carried out in a molten state, but it is preferably carried out in an organic solvent in the presence of a tertiary amino compound.
ポリエステルジオールおよび/またはポリカーボネートジオールとテトラカルボン酸二無水物との反応に用いられるテトラカルボン酸二無水物としては、ピロメリット酸二無水物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ジフェニルスルフォンテトラカルボン酸二無水物、ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸二無水物、水素添加ビフェニルテトラカルボン酸二無水物等が挙げられ、ベンゾフェノン−3,3’,4,4’−テトラカルボン酸二無水物、ビフェニル−3,3’,4,4’−テトラカルボン酸二無水物、ジフェニルスルフォン−3,3’,4,4’−テトラカルボン酸二無水物、ジフェニルエーテル−3,3’,4,4’−テトラカルボン酸二無水物が望ましい。テトラカルボン酸二無水物は単一種類でも混合して用いてもかまわない。 Examples of the tetracarboxylic dianhydride used in the reaction between the polyester diol and/or polycarbonate diol and the tetracarboxylic dianhydride include pyromellitic dianhydride, benzophenonetetracarboxylic dianhydride, and biphenyltetracarboxylic dianhydride. Compounds, diphenyl sulfone tetracarboxylic dianhydride, diphenyl ether tetracarboxylic dianhydride, naphthalene tetracarboxylic dianhydride, pyromellitic dianhydride, hydrogenated biphenyl tetracarboxylic dianhydride and the like, benzophenone- 3,3',4,4'-tetracarboxylic dianhydride, biphenyl-3,3',4,4'-tetracarboxylic dianhydride, diphenylsulfone-3,3',4,4'-tetra Carboxylic dianhydride and diphenyl ether-3,3',4,4'-tetracarboxylic dianhydride are preferable. The tetracarboxylic dianhydride may be used alone or in combination.
本発明で用いる絶縁コート剤には、さらに、板状無機フィラー(B)、フュームドシリカ(C)、ゴム相(D)およびエポキシ樹脂(E)を含む。 The insulating coating agent used in the present invention further contains a plate-like inorganic filler (B), fumed silica (C), a rubber phase (D) and an epoxy resin (E).
板状無機フィラー(B)により絶縁コート層の力学的補強効果や耐熱性の向上が得られる。板状無機フィラー(B)とフュームドシリカ(C)とを併用することにより、フュームドシリカ表面のシラノール基と板状無機フィラーとの相互作用により弾性率、引張り強さ、靭性、耐熱性がさらに向上する。 The plate-like inorganic filler (B) can provide mechanical reinforcement effect and heat resistance improvement of the insulating coat layer. By using the plate-like inorganic filler (B) and the fumed silica (C) in combination, the elastic modulus, tensile strength, toughness, and heat resistance are improved by the interaction between the silanol groups on the surface of the fumed silica and the plate-like inorganic filler. Further improve.
板状無機フィラー(B)の粒径は10〜0.1μmの範囲が好ましく、アスペクト比は5.0以上、好ましくは10.0以上である。板状無機フィラーとしてはタルク、マイカ、カオリン、モンモリロナイト、合成マイカ、板状アルミナ等が挙げられ、タルク、マイカ、カオリンが望ましい。板状無機フィラーの添加量はポリエステルを100重量部とすると10〜100重量部、好ましくは30〜80重量部の範囲である。 The particle size of the plate-like inorganic filler (B) is preferably in the range of 10 to 0.1 μm, and the aspect ratio is 5.0 or more, preferably 10.0 or more. Examples of the plate-like inorganic filler include talc, mica, kaolin, montmorillonite, synthetic mica and plate-like alumina, and talc, mica and kaolin are preferable. The addition amount of the plate-like inorganic filler is in the range of 10 to 100 parts by weight, preferably 30 to 80 parts by weight, when the polyester is 100 parts by weight.
また、フュームドシリカ(C)は絶縁コート層の物性の向上以外に、絶縁コートの流動性の改善に寄与し、ダレ防止機能を付与できる。フュームドシリカ(C)の粒径は50nm以下であることが好ましく、より好ましくは30nm以下である。フュームドシリカの添加量は、ポリエステルを100重量部とすると0.5〜8重量部、好ましくは2〜5重量部の範囲である。 Further, the fumed silica (C) contributes not only to improving the physical properties of the insulating coat layer but also to improving the fluidity of the insulating coat and imparting a sagging prevention function. The particle size of fumed silica (C) is preferably 50 nm or less, and more preferably 30 nm or less. The amount of fumed silica added is in the range of 0.5 to 8 parts by weight, preferably 2 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of polyester.
板状無機フィラー(B)やフュームドシリカ(C)の添加量が上記の範囲より少ない場合には力学的補強効果が劣り、上記の範囲より多いと絶縁コート層の層間接着性が悪化することがある。また、フュームドシリカ(C)の添加量が上記の範囲をこえると、絶縁コートのレベリング剤を最適化しても、流動性が悪くなりコート後の面荒れがひどくなることがある。 If the addition amount of the plate-like inorganic filler (B) or fumed silica (C) is less than the above range, the mechanical reinforcing effect is poor, and if it is more than the above range, the interlayer adhesion of the insulating coat layer deteriorates. There is. If the amount of fumed silica (C) added exceeds the above range, the fluidity may deteriorate and the surface roughness after coating may be severe even if the leveling agent for the insulating coat is optimized.
本発明で用いる絶縁コート剤には、ゴム相(D)を添加する。ゴム相は絶縁コート層の硬化時や絶縁コート層上に形成された配線パターンの焼結時に発生する内部応力を緩和する働きがある。また、ゴム相は、特に配線パターン上に絶縁コート層を形成した上にさらに配線パターンを形成する場合において、配線パターンの焼結時に発生する絶縁コート層と既設の配線パターンとの熱機械特性の違いにより発生する歪を緩和し、上の配線パターンが断線することを防ぐ働きがある。また、ゴム相は、絶縁コート層の上に形成した配線パターンの熱処理における体積収縮によって絶縁コートと配線パターン界面に生じる歪を緩和し、配線パターンの剥離を防ぐ働きがある。これらの働きは、配線パターンの2層目よりも3層目、更に上の層においてより顕著であり、ゴム相が存在することで熱処理によって繰り返し配線パターンを焼結しても断線や短絡の無い積層アンテナを製造することができる。 The rubber phase (D) is added to the insulating coating agent used in the present invention. The rubber phase has a function of relieving internal stress generated during curing of the insulating coat layer or sintering of the wiring pattern formed on the insulating coat layer. In addition, the rubber phase is a thermo-mechanical property of the insulation coating layer and the existing wiring pattern generated during the sintering of the wiring pattern, particularly when the wiring pattern is further formed on the wiring pattern. It has the function of relieving the strain caused by the difference and preventing the upper wiring pattern from breaking. In addition, the rubber phase has a function of relieving the strain generated at the interface between the insulating coat and the wiring pattern due to the volume contraction of the wiring pattern formed on the insulating coat layer during the heat treatment, and preventing the peeling of the wiring pattern. These functions are more remarkable in the third layer and the layer further above the second layer of the wiring pattern, and the presence of the rubber phase does not cause disconnection or short circuit even if the wiring pattern is repeatedly sintered by heat treatment. Stacked antennas can be manufactured.
また、本発明の絶縁コート層は、耐熱性と絶縁性を向上するためポリエステルとエポキシからなる樹脂の架橋密度が高く、かつ板状フィラーとフュームドシリカを添加するため弾性率は高く、脆くなる傾向になるが、ゴム相が絶縁コート内に分散することで靱性を改善し、例えば基材の折れや割れを防止することができる。よって、ゴム相は絶縁コート層の強靭性や耐熱性の向上にも有効である。 Further, the insulating coating layer of the present invention has a high crosslink density of the resin composed of polyester and epoxy in order to improve heat resistance and insulating properties, and has a high elastic modulus due to the addition of the plate-like filler and fumed silica, and becomes brittle. Although tending, the rubber phase can be dispersed in the insulating coat to improve the toughness and prevent, for example, breakage or cracking of the base material. Therefore, the rubber phase is also effective for improving the toughness and heat resistance of the insulating coat layer.
ゴム相の構成としてはポリブタジエン、ポリスチレンブタジエン、ポリアクリロニトリルブタジエン、ポリアクリル酸エステル、シリコーンゴム等が挙げられる。ゴム相はコート剤の溶剤や他成分に溶解しないか、乾燥後や硬化後にゴム相が相分離する物から選ばれる。このようなゴム相の形態としては、塗工前のコート剤においては液状ゴムの形態であって、硬化時に相分離してゴム相を形成するものがあげられ、例えばカルボキシル基末端ブタジエンニトリルゴム(CTBN)やポリブタジエン、シリコーンゴムブロックとその両端に親エポキシのブロックポリマーからなるブロックポリマー等があげられる。別の形態としては、ブロッキング防止のために、微粒子がコアシェル構造を有し、コアには架橋ゴム、シェルにはたとえば多官能アクリルで硬化させた高いガラス転移温度を持つアクリル等のコアシェル微粒子あるいは、架橋等のアンチブロッキング処理を施したゴム成分から構成されるものが好ましく、さらに好ましくはエポキシ樹脂にあらかじめ単分散したゴム粒子をポリエステル樹脂と混合することが好ましい Examples of the constitution of the rubber phase include polybutadiene, polystyrene butadiene, polyacrylonitrile butadiene, polyacrylic acid ester and silicone rubber. The rubber phase is selected from those which do not dissolve in the solvent of the coating agent or other components or in which the rubber phase undergoes phase separation after drying or curing. Examples of the form of such a rubber phase include a form of a liquid rubber in a coating agent before coating, which forms a rubber phase by phase separation at the time of curing. For example, a carboxyl group-terminated butadiene nitrile rubber ( Examples thereof include CTBN), polybutadiene, and a block polymer composed of a silicone rubber block and a block polymer of a parent epoxy at both ends thereof. As another form, in order to prevent blocking, the fine particles have a core-shell structure, the core is a cross-linked rubber, the shell is a core-shell fine particles such as acrylic having a high glass transition temperature cured with a polyfunctional acrylic, or the like, or Those composed of a rubber component that has been subjected to antiblocking treatment such as crosslinking are preferable, and it is more preferable to mix rubber particles monodispersed in advance with an epoxy resin with a polyester resin.
本発明における絶縁コート剤に用いるゴム相(D)は、平均粒径が0.05〜5μmであることが好ましい。ゴム相の含有率はポリエステルを100重量部とすると5〜50重量部、好ましくは15〜30重量部である。5重量部未満では耐熱性や物性の向上が不十分であり、50重量部を超えると物性の低下や層間接着性の悪化が見られることがある。 The rubber phase (D) used in the insulating coating agent in the present invention preferably has an average particle size of 0.05 to 5 μm. The content of the rubber phase is 5 to 50 parts by weight, preferably 15 to 30 parts by weight, when 100 parts by weight of polyester is used. When the amount is less than 5 parts by weight, the heat resistance and the physical properties are insufficiently improved, and when the amount is more than 50 parts by weight, the physical properties may be deteriorated and the interlayer adhesiveness may be deteriorated.
本発明における絶縁コート剤に用いるエポキシ樹脂(E)は一分子中に2個以上のエポキシ基を持つ樹脂であり、グリシジルエーテル型、グリシジルエステル型、グリシジルアミン型およびオレフィン酸化型のエポキシ樹脂が挙げられる。エポキシ樹脂の添加量は本発明で用いられるポリエステルの酸価の当量から当量の2倍までの範囲で用いることが好ましく、ポリエステルの酸価に対して当量以下のエポキシ量では未反応のカルボン酸による加水分解により、絶縁コート層の長期耐久性が劣る場合があり、ポリエステルの酸価の2倍当量を超えると、架橋密度が低下し耐熱性が劣る場合がある。また、エポキシ樹脂とカルボキシル基の反応を促進する触媒を加えてもかまわない。触媒としては、3級アミン化合物、イミダゾール化合物、フォスフィン化合物等が挙げられる。 The epoxy resin (E) used for the insulating coating agent in the present invention is a resin having two or more epoxy groups in one molecule, and examples thereof include glycidyl ether type, glycidyl ester type, glycidyl amine type and olefin oxidation type epoxy resins. To be The amount of the epoxy resin added is preferably in the range of from the equivalent of the acid value of the polyester used in the present invention to twice the equivalent, and when the amount of epoxy is less than or equal to the acid value of the polyester, unreacted carboxylic acid is used. Due to hydrolysis, the long-term durability of the insulating coat layer may be inferior, and if it exceeds twice the acid value of the polyester, the crosslink density may be reduced and the heat resistance may be inferior. Further, a catalyst that promotes the reaction between the epoxy resin and the carboxyl group may be added. Examples of the catalyst include tertiary amine compounds, imidazole compounds and phosphine compounds.
次に、本発明に係る積層アンテナの製造方法について述べる。 Next, a method for manufacturing the laminated antenna according to the present invention will be described.
本発明に係る積層アンテナは、絶縁基体上に導電ペーストの印刷により配線パターンを形成し、絶縁コート剤の印刷により前記配線パターン上にスルーホールとなる開口部を有する絶縁コート層のパターンを形成し、前記絶縁コート層上に導電ペーストの印刷によりスルーホールの充填を含む配線パターンの形成を行うことによって製造できる。 In the laminated antenna according to the present invention, a wiring pattern is formed on an insulating substrate by printing a conductive paste, and an insulating coating layer pattern is formed on the wiring pattern by printing an insulating coating agent. It can be manufactured by printing a conductive paste on the insulating coating layer to form a wiring pattern including filling of through holes.
本発明で用いる導電ペーストは導電性を高めるため、ペースト中のバインダー成分の比率を少なくすることが好ましい。そのため、絶縁基体に直接導電ペーストを印刷すると、接着性が不十分となる場合がある。そこで、絶縁基体との接着性を付与するためには、絶縁基体上に接着層を設け、それを介して配線パターンを形成することが好ましい。また本発明に用いられる接着層は、加熱処理により十分な接着強度を維持するという特徴を有する。 Since the conductive paste used in the present invention has high conductivity, it is preferable to reduce the ratio of the binder component in the paste. Therefore, if the conductive paste is directly printed on the insulating substrate, the adhesiveness may be insufficient. Therefore, in order to impart adhesiveness to the insulating substrate, it is preferable to provide an adhesive layer on the insulating substrate and form the wiring pattern via the adhesive layer. Further, the adhesive layer used in the present invention is characterized by maintaining sufficient adhesive strength by heat treatment.
接着層に用いられる樹脂としては、絶縁基体との接着性が優れたものから選ばれ、例えば、ポリエステル、ポリウレタン、ポリカーボネート、芳香族ポリエ−テル、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリイミド等が挙げられる。樹脂中にエステル結合、イミド結合、アミド結合等を有するものが、接着層の耐熱性、基体との接着性から望ましい。接着層には硬化剤を含有することも、接着層の耐熱性、絶縁基体との接着性から望ましい。硬化剤としてはフェノール樹脂、アミノ樹脂、イソシアネート化合物、エポキシ樹脂、オキセタン化合物、マレイミド化合物等が挙げられる。硬化剤の使用量は接着層中の樹脂重量の1〜50重量%の範囲が好ましい。 The resin used for the adhesive layer is selected from those having excellent adhesiveness to the insulating substrate, and examples thereof include polyester, polyurethane, polycarbonate, aromatic polyether, polyamide, polyamideimide, and polyimide. A resin having an ester bond, an imide bond, an amide bond, or the like is preferable in terms of heat resistance of the adhesive layer and adhesiveness to the substrate. It is also desirable that the adhesive layer contains a curing agent in view of the heat resistance of the adhesive layer and the adhesiveness with the insulating substrate. Examples of the curing agent include phenol resin, amino resin, isocyanate compound, epoxy resin, oxetane compound, and maleimide compound. The amount of the curing agent used is preferably in the range of 1 to 50% by weight based on the weight of the resin in the adhesive layer.
接着層には、複素環中に窒素を含む複素環化合物および/またはヒドラジド化合物を含有してもよい。複素環中に窒素を含む複素環化合物やヒドラジド化合物は、銅箔や銅粉末の防錆剤として用いられることがあるが、本発明においては、これらの化合物は熱処理により、銅粉末含有塗膜と強固な密着性を発揮する。窒素を含む複素環化合物やヒドラジド化合物は銅に対する親和性が高く銅表面に強く吸着する。絶縁基体との接着性に優れる接着層中に存在する、窒素を含む複素環化合物やヒドラジド化合物を銅粉末表面に吸着させるにはエネルギーを与えることが必要で、加熱処理が有効であり、過熱水蒸気処理が最も熱効率が高い。 The adhesive layer may contain a heterocyclic compound containing nitrogen in the heterocycle and/or a hydrazide compound. Heterocyclic compounds and hydrazide compounds containing nitrogen in the heterocycle may be used as a rust preventive agent for copper foil or copper powder, but in the present invention, these compounds are heat treated to form a copper powder-containing coating film. Exhibits strong adhesion. Heterocyclic compounds containing nitrogen and hydrazide compounds have high affinity for copper and strongly adsorb on the copper surface. It is necessary to apply energy to adsorb nitrogen-containing heterocyclic compounds and hydrazide compounds, which are present in the adhesive layer with excellent adhesion to the insulating substrate, onto the copper powder surface, and heat treatment is effective, and superheated steam is used. The process has the highest thermal efficiency.
複素環中に窒素を含む複素環化合物としては、例えば、ピリジン、オキサゾール、イソキノリン、インドール、チアゾール、イミダゾール、ベンゾイミダゾール、ビピリジル、ピラゾール、ベンゾチアゾール、ピリミジン、プリン、トリアゾール、ベンゾトリアゾール、ベンゾグアナミン等、あるいはこれらの構造異性体も挙げられる。これらはアルキル基、フェニル基、フェノール基、カルボキシル基、アミノ基、水酸基、チオール基、芳香環などの置換基を有してもよい。また、これらは芳香環や複素環と縮合してもよい。これらの中で、イミダゾール系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物が望ましい。 As the heterocyclic compound containing nitrogen in the heterocycle, for example, pyridine, oxazole, isoquinoline, indole, thiazole, imidazole, benzimidazole, bipyridyl, pyrazole, benzothiazole, pyrimidine, purine, triazole, benzotriazole, benzoguanamine, or the like, or These structural isomers are also included. These may have a substituent such as an alkyl group, a phenyl group, a phenol group, a carboxyl group, an amino group, a hydroxyl group, a thiol group and an aromatic ring. Further, these may be condensed with an aromatic ring or a heterocycle. Of these, imidazole compounds and benzotriazole compounds are desirable.
ヒドラジド化合物はヒドラジンあるいはその誘導体とカルボン酸が縮合した構造を有する化合物であり、例えば、サリチル酸ヒドラジド、イソフタル酸ジヒドラジド、サリチル酸ヒドラジドとドデカンジカルボン酸の縮合物等が挙げられる。 The hydrazide compound is a compound having a structure in which hydrazine or a derivative thereof and a carboxylic acid are condensed, and examples thereof include salicylic acid hydrazide, isophthalic acid dihydrazide, and a condensate of salicylic acid hydrazide and dodecanedicarboxylic acid.
本発明の接着層には、接着層樹脂100重量部に対し複素環中に窒素を含む複素環化合物および/またはヒドラジド化合物を1〜30重量部の範囲で含有することが望ましい。接着層用樹脂100重量部に対し、複素環中に窒素を含む複素環化合物および/またはヒドラジド化合物が、1重量部未満の場合、銅粉末含有層との密着性が不十分な場合があり、30重量部を超える場合は接着層の物性の低下が見られることがある。 The adhesive layer of the present invention preferably contains the heterocyclic compound containing nitrogen in the heterocycle and/or the hydrazide compound in an amount of 1 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the adhesive layer resin. When the amount of the heterocyclic compound containing nitrogen in the heterocycle and/or the hydrazide compound is less than 1 part by weight with respect to 100 parts by weight of the adhesive layer resin, the adhesion to the copper powder-containing layer may be insufficient, If it exceeds 30 parts by weight, the physical properties of the adhesive layer may deteriorate.
絶縁基体上に接着層を形成するには、接着層を構成する樹脂をフィルムやシートに塗布あるいは印刷する場合に用いられる一般的な方法を用いることができる。例えばスクリーン印刷法、ディップコーティング法、スプレー塗布法、スピンコーティング法、ロールコート法、ダイコート法、ペーストジェット法、凸版印刷法、凹版印刷法等が挙げられる。印刷あるいは塗布により形成された塗膜から加熱あるいは減圧等により溶剤を蒸発させることにより、接着層を形成することができる。接着層は絶縁基体上に全面的に設けられたものでも、部分的に設けられたものでもよく、少なくとも配線パターンを形成する部分に設けられていることが望ましい。 In order to form the adhesive layer on the insulating substrate, a general method used when coating or printing the resin forming the adhesive layer on a film or sheet can be used. For example, a screen printing method, a dip coating method, a spray coating method, a spin coating method, a roll coating method, a die coating method, a paste jet method, a relief printing method, an intaglio printing method and the like can be mentioned. The adhesive layer can be formed by evaporating the solvent from the coating film formed by printing or coating by heating or reducing the pressure. The adhesive layer may be provided entirely or partially on the insulating substrate, and is preferably provided at least in the portion where the wiring pattern is formed.
本発明で絶縁基体上に形成される接着層は厚みが25μm以下、特に20μm以下が望ましい。特に絶縁基体を磁性体とする場合にはアンテナ性能の観点より磁性体がコイル線路と近接することが望ましく、そのため、接着層は厚みが25μm以下であることが好ましい。また、接着性の観点から、接着層の厚みが25μmを超えると、熱処理で起こる銅粉末の焼結歪等により、密着性が低下することがある。また、厚みが0.01μm未満では熱処理によるバインダー樹脂の分解などにより密着性の低下が大きくなる場合がある。 The adhesive layer formed on the insulating substrate in the present invention preferably has a thickness of 25 μm or less, particularly 20 μm or less. In particular, when the insulating substrate is a magnetic body, it is desirable that the magnetic body be close to the coil line from the viewpoint of antenna performance. Therefore, the adhesive layer preferably has a thickness of 25 μm or less. Further, from the viewpoint of adhesiveness, when the thickness of the adhesive layer exceeds 25 μm, the adhesiveness may be deteriorated due to the sintering strain of the copper powder caused by the heat treatment. If the thickness is less than 0.01 μm, the adhesiveness may be significantly reduced due to decomposition of the binder resin due to heat treatment.
また、接着層は硬化後の加熱減量が、25重量%以下であることが好ましい。ただし、ここで硬化後の加熱減量とは300℃過熱水蒸気雰囲気下、10分の条件で硬化させた後の加熱減量を示す。加熱減量が25重量%より多いと、導電ペーストを熱処理する工程において、接着層の分解または炭化により接着性を保持することができない。なお、加熱減量の下限値は0.01重量%程度である。 Further, the heat loss after curing of the adhesive layer is preferably 25% by weight or less. However, the heating loss after curing is the heating loss after curing under the condition of 300° C. superheated steam atmosphere for 10 minutes. If the heating loss is more than 25% by weight, the adhesiveness cannot be maintained due to decomposition or carbonization of the adhesive layer in the step of heat-treating the conductive paste. The lower limit of the weight loss due to heating is about 0.01% by weight.
液状の導電ペーストを用いて、絶縁基体上に、必要により接着層を介して、配線パターンを形成するには、導電ペーストをフィルムやシートに塗布あるいは印刷する場合に用いられる一般的な方法を用いることができる。例えばスクリーン印刷法、ディップコーティング法、スプレー塗布法、スピンコーティング法、ロールコート法、ダイコート法、インクジェット法、凸版印刷法、凹版印刷法、ディスペンサー等が挙げられる。中でも本発明において十分に小さいコイル抵抗を得るためには、積層アンテナの配線パターン形成の方法としてはスクリーン印刷法、ディスペンサー法等が好ましい In order to form a wiring pattern on an insulating substrate using a liquid conductive paste and optionally an adhesive layer, a general method used when applying or printing the conductive paste on a film or sheet is used. be able to. For example, a screen printing method, a dip coating method, a spray coating method, a spin coating method, a roll coating method, a die coating method, an inkjet method, a letterpress printing method, an intaglio printing method, a dispenser and the like can be mentioned. Above all, in order to obtain a sufficiently small coil resistance in the present invention, a screen printing method, a dispenser method or the like is preferable as a method for forming the wiring pattern of the laminated antenna.
印刷あるいは塗布により形成されたパターンから加熱あるいは減圧等により溶剤を蒸発させることにより、配線パターンを形成することができる。一般的に、導電ペーストの場合、この段階での配線パターンは1Ω・cm以上の比抵抗で、導電回路として必要な導電性は得られていないため、熱処理により導電化する必要がある。 The wiring pattern can be formed by evaporating the solvent from the pattern formed by printing or coating by heating or reducing the pressure. Generally, in the case of a conductive paste, the wiring pattern at this stage has a specific resistance of 1 Ω·cm or more, and the conductivity required for a conductive circuit has not been obtained.
熱処理前の配線パターンの厚みは、主に求める導電性から決められるが、導電ペーストに含まれていた溶剤を蒸発させた乾燥後の厚みが0.05〜100μmであることが好ましい。熱処理前の配線パターンの厚みが0.05μm未満であると、熱処理を施しても十分な導電性が得られない可能性があり、100μmを超えるとパターン中に溶剤が残留する可能性がある。残留した溶剤は熱処理中に突沸する可能性があり、その場合、パターンに欠陥ができることがある。熱処理前の配線パターンの厚みは、より好ましくは0.2〜50μmである。十分に小さいコイル抵抗を得るために、熱処理前の配線パターンの厚みは5〜50μmが更により好ましい。 The thickness of the wiring pattern before the heat treatment is mainly determined by the required conductivity, but the thickness after drying by evaporating the solvent contained in the conductive paste is preferably 0.05 to 100 μm. If the thickness of the wiring pattern before heat treatment is less than 0.05 μm, sufficient conductivity may not be obtained even if heat treatment is applied, and if it exceeds 100 μm, the solvent may remain in the pattern. The remaining solvent may bump during the heat treatment, in which case the pattern may have defects. The thickness of the wiring pattern before heat treatment is more preferably 0.2 to 50 μm. In order to obtain a sufficiently small coil resistance, the thickness of the wiring pattern before the heat treatment is more preferably 5 to 50 μm.
本発明では配線パターンを130℃以上での熱処理により導電化して導電層とすることが好ましく、より好ましくは250℃以上で熱処理する。熱処理方法としては加熱効率、安全性、経済性さらに得られる導電性等から過熱水蒸気処理が好ましい。過熱水蒸気処理とは熱処理する熱源として、空気よりも熱容量、比熱が大きい過熱水蒸気を用いるもので、過熱水蒸気とは飽和水蒸気を更に加熱して温度を上げた水蒸気である。過熱水蒸気処理条件は多くの要因により変動するが、一般的には、過熱水蒸気処理の温度は300℃以上、好ましくは320℃以上が望ましい。過熱水蒸気処理時間は10秒〜10分、好ましくは20秒〜5分である。加熱方式としての過熱水蒸気処理は加熱効率がよいため処理時間を短くできるため、高温での処理による接着性の低下を抑えることができるため特に好ましい。 In the present invention, the wiring pattern is preferably made conductive by heat treatment at 130° C. or higher, and more preferably at 250° C. or higher. As a heat treatment method, superheated steam treatment is preferable from the viewpoint of heating efficiency, safety, economical efficiency, and obtained conductivity. The superheated steam treatment uses superheated steam having a heat capacity and a specific heat larger than that of air as a heat source for heat treatment, and the superheated steam is steam that further heats saturated steam to raise its temperature. The superheated steam treatment condition varies depending on many factors, but generally, the temperature of the superheated steam treatment is 300° C. or higher, preferably 320° C. or higher. The superheated steam treatment time is 10 seconds to 10 minutes, preferably 20 seconds to 5 minutes. The superheated steam treatment as a heating method is particularly preferable because the heating efficiency is good and the treatment time can be shortened, so that the deterioration of the adhesiveness due to the treatment at high temperature can be suppressed.
配線パターン上に絶縁コート剤によって絶縁コート層を形成するには、樹脂をフィルムやシートに塗布あるいは印刷する場合に用いられる一般的な方法を用いることができる。例えばスクリーン印刷法、ディップコーティング法、スプレー塗布法、スピンコーティング法、ロールコート法、ダイコート法、インクジェット法、凸版印刷法、凹版印刷法等が挙げられる。印刷あるいは塗布により形成された塗膜から加熱あるいは減圧等により溶剤を蒸発させることにより、絶縁コート層を形成することができる。 In order to form an insulation coating layer on the wiring pattern with an insulation coating agent, a general method used when coating or printing a resin on a film or sheet can be used. For example, a screen printing method, a dip coating method, a spray coating method, a spin coating method, a roll coating method, a die coating method, an inkjet method, a letterpress printing method, an intaglio printing method and the like can be mentioned. The insulating coat layer can be formed by evaporating the solvent from the coating film formed by printing or coating by heating or reducing the pressure.
絶縁コート層にスルーホールを設けるには、例えばスクリーン印刷によって絶縁コート層を設ける場合、スルーホール部分にマスクをした版を用いて印刷すればよい。スクリーン印刷により絶縁コート層にスルーホールを設ける場合前述のフュームドシリカが、ダレ防止剤として働くが、必要に応じてそのほかのレオロジーコントロール剤として、例えば高級脂肪酸アマイド等を添加してもよい。 To provide a through hole in the insulating coat layer, for example, when the insulating coat layer is provided by screen printing, printing may be performed using a plate having a mask in the through hole portion. When a through hole is provided in the insulating coating layer by screen printing, the above-mentioned fumed silica acts as an anti-sagging agent, but if necessary, other rheology control agents such as higher fatty acid amide may be added.
また、絶縁コート層の印刷面の平滑化のために、アクリルポリマーやビニルエーテル系ポリマー等のレベリング剤を添加してもよい。 Further, a leveling agent such as an acrylic polymer or a vinyl ether polymer may be added to smooth the printed surface of the insulating coat layer.
本発明で設けられる絶縁コート層は絶縁コート剤の塗布乾燥後、硬化処理をすることが望ましい。硬化処理としては、120℃以上の熱処理によって行うことができ、過熱水蒸気処理が熱処理効率や既設の配線パターンの酸化が防止できることから望ましい。過熱水蒸気処理条件は多くの要因により変動するが、一般的には、過熱水蒸気処理の温度は150℃以上、好ましくは200℃以上が望ましい。過熱水蒸気処理時間は10秒〜10分、好ましくは20秒〜5分である。加熱方式としての過熱水蒸気処理は加熱効率がよいため処理時間を短くできるため、高温での処理による接着性の低下を抑えることができるため特に好ましい。 It is desirable that the insulating coating layer provided in the present invention is cured after the insulating coating agent is applied and dried. The curing treatment can be performed by a heat treatment at 120° C. or higher, and the superheated steam treatment is preferable because the heat treatment efficiency and the oxidation of the existing wiring pattern can be prevented. The superheated steam treatment condition varies depending on many factors, but generally, the temperature of the superheated steam treatment is 150° C. or higher, preferably 200° C. or higher. The superheated steam treatment time is 10 seconds to 10 minutes, preferably 20 seconds to 5 minutes. The superheated steam treatment as a heating method is particularly preferable because the heating efficiency is good and the treatment time can be shortened, so that the deterioration of the adhesiveness due to the treatment at high temperature can be suppressed.
本発明においては、絶縁基体上に配線パターンの形成と絶縁コート層の形成とを繰り返すことで、層間が充分に絶縁されて配線パターンが積層される。最外層はIC実装やその他の目的のための配線パターンとしてもよく、絶縁コート層としてもよい。配線パターン間をスルーホールによって接続することによって、所望の設計のアンテナコイル及び配線を得ることができ、積層アンテナが製造される。 In the present invention, the formation of the wiring pattern and the formation of the insulating coat layer are repeated on the insulating substrate so that the layers are sufficiently insulated and the wiring pattern is laminated. The outermost layer may be a wiring pattern for IC mounting or other purposes, or may be an insulating coat layer. By connecting the wiring patterns with through holes, an antenna coil and wiring having a desired design can be obtained, and the laminated antenna is manufactured.
上述の方法で製造した積層アンテナは、絶縁基体の種類に係わらず、そのままアンテナとして機能するが、金属環境下での使用においては磁性体との積層が必要となるため、絶縁基体として樹脂フィルムを用いた場合には、積層アンテナを磁性体に貼り付けることも可能である。積層アンテナを磁性体に貼り付ける場合、フィルム用接着剤の形態としては、フィルムおよび/または磁性体の表面に直接接着層を公知の方法で形成してもよいし、基材の両面に接着層を形成したいわゆる両面接着フィルムを介して接着してもよい。フィルム用接着層は、例えばアクリロニトリルブタジエンゴム/フェノール樹脂、アクリロニトリルブタジエンゴム/エポキシ樹脂/フェノール樹脂、アクリロニトリルブタジエンゴム/エポキシ樹脂、エポキシ樹脂/ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂/アクリル樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂等が用いられる。 The laminated antenna manufactured by the above method functions as an antenna as it is, regardless of the type of the insulating substrate. However, when used in a metal environment, it is necessary to laminate it with a magnetic material. When used, the laminated antenna can be attached to a magnetic material. When the laminated antenna is attached to a magnetic material, as the form of the adhesive for a film, an adhesive layer may be directly formed on the surface of the film and/or the magnetic material by a known method, or an adhesive layer may be formed on both surfaces of the base material. You may adhere|attach via what is called the double-sided adhesive film which formed. The adhesive layer for a film may be, for example, acrylonitrile butadiene rubber/phenol resin, acrylonitrile butadiene rubber/epoxy resin/phenol resin, acrylonitrile butadiene rubber/epoxy resin, epoxy resin/polyester resin, epoxy resin/acrylic resin, acrylic resin, silicone resin, or the like. Used.
本発明をさらに詳細に説明するために以下に実施例を挙げるが、本発明は実施例になんら限定されるものではない。なお、実施例に記載された測定や使用材料は以下の方法によって測定、あるいは製造したものである。 The following examples are provided to describe the present invention in more detail, but the present invention is not limited to the examples. The measurements and materials used in the examples were measured or manufactured by the following methods.
導電ペーストは、共重合ポリエステル(東洋紡社製RV290)の溶液(エチルカルビトールの35重量%溶液)1.14部と銅粉末(平均粒径0.15μm) 9.6部とエチルカルビトールアセテート0.25部を3本ロールで分散したものを用いた。 The conductive paste was 1.14 parts of a solution of copolyester (RV290 manufactured by Toyobo Co., Ltd., a 35 wt% solution of ethyl carbitol), 9.6 parts of copper powder (average particle size 0.15 μm), and ethyl carbitol acetate 0. 0.25 parts dispersed by three rolls were used.
絶縁コート剤は、表1に示す樹脂を用い、表2および表3に示す組成で配合した。 As the insulating coating agent, the resins shown in Table 1 were used, and the compositions shown in Tables 2 and 3 were blended.
ポリエステル樹脂1〜5は、表1に記載したように、数平均分子量2000のポリエステル樹脂(東洋紡社製「RV−220」)のイソホロン溶液とクラレ社製ポリエステルポリオール「P−1010」、旭化成社製ポリカーボネートジオール「デュラノールT−5651」、反応触媒としてトリエチルアミンを含有する溶液にテトラカルボン酸二無水物として3,3‘,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物(BTDA)、ピロメリット酸二無水物(PMDA)を加え、80℃で6時間反応させ、表1に記載したポリエステル樹脂を得た。 The polyester resins 1 to 5 are, as shown in Table 1, an isophorone solution of a polyester resin having a number average molecular weight of 2000 (“RV-220” manufactured by Toyobo Co., Ltd.) and a polyester polyol “P-1010” manufactured by Kuraray Co., Ltd., manufactured by Asahi Kasei Corporation. Polycarbonate diol “Duranol T-5651”, a solution containing triethylamine as a reaction catalyst, 3,3′,4,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride (BTDA), pyromellitic dianhydride as a tetracarboxylic dianhydride. Anhydrous (PMDA) was added and reacted at 80° C. for 6 hours to obtain polyester resins shown in Table 1.
比較樹脂1は、表1に記載したように、数平均分子量2000のポリエステル樹脂(東洋紡社製「RV−220」)のイソホロン溶液と旭化成社製ポリカーボネートジオール「デュラノールT−5651」、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、および2,2−ビス(ヒドロキシメチル)酪酸(DMBA)を仕込み80℃で6時間反応させ、ポリウレタン樹脂を得た。 Comparative resin 1 is, as shown in Table 1, an isophorone solution of a polyester resin having a number average molecular weight of 2000 (“RV-220” manufactured by Toyobo Co., Ltd.) and a polycarbonate diol “Duranol T-5651” manufactured by Asahi Kasei Co., 4, 4′. -Diphenylmethane diisocyanate (MDI) and 2,2-bis(hydroxymethyl)butyric acid (DMBA) were charged and reacted at 80°C for 6 hours to obtain a polyurethane resin.
板状無機フィラーとしてヤマグチマイカ社製「マイカA−11」(平均粒径3μm)、イメリス社製カオリン「エカライトED」(平均粒径0.32μm)、フュームドシリカとしてトクヤマ社製「レオロシールPM−20」(平均粒径12μm)、「レオロシールMT−10」(平均粒径15μm)、ゴム成分としてアイカ工業社製コアシェル型アクリルゴム粒子「ゼフィアックF351」(平均粒径0.3μm)、を選び、3本ロールでポリエステル樹脂に分散した。得られた分散体に、エポキシ樹脂(EXA−835LV:DIC社製ビスフェノールF型エポキシ)、(828:三菱ケミカル社製ビスフェノールA型エポキシ)、必要により硬化促進剤(BDMA::ベンジルジメチルアミン)を配合した。あるいは、板状無機フィラーとしてヤマグチマイカ社製「マイカA−11」(平均粒径3μm)、イメリス社製カオリン「エカライトED」(平均粒径0.32μm)、フュームドシリカとしてトクヤマ社製「レオロシールPM−20」(平均粒径12μm)、「レオロシールMT−10」(平均粒径15μm)を選び、3本ロールでポリエステル樹脂またはポリウレタン樹脂に分散した。得られた分散体に、ビスフェノールAタイプエポキシ樹脂にブタジエンゴム系コアシェルタイプゴム粒子を分散したカネカ社製「カネエースMX−154」を必要により硬化促進剤(BDMA:ベンジルジメチルアミン)を配合した。 As plate-shaped inorganic filler, "Mica A-11" manufactured by Yamaguchi Mica Co., Ltd. (average particle size 3 µm), Kaolin "Ecarite ED" manufactured by Imerys Co., Ltd. (average particle size 0.32 µm), and fumed silica manufactured by Tokuyama Corporation "Reolosil PM-" 20" (average particle diameter 12 µm), "Reolosil MT-10" (average particle diameter 15 µm), and Aica Kogyo Co., Ltd. core-shell type acrylic rubber particles "Zefiac F351" (average particle diameter 0.3 µm) as rubber components, It was dispersed in a polyester resin with three rolls. To the obtained dispersion, an epoxy resin (EXA-835LV: bisphenol F type epoxy manufactured by DIC), (828: bisphenol A type epoxy manufactured by Mitsubishi Chemical Co.), and a curing accelerator (BDMA::benzyldimethylamine) as needed. Compounded. Alternatively, as plate-like inorganic filler, "Mica A-11" manufactured by Yamaguchi Mica Co., Ltd. (average particle size 3 µm), Kaolin "Ecarite ED" manufactured by Imerys Co., Ltd. (average particle size 0.32 µm), and "Leoroseal" manufactured by Tokuyama Corporation as fumed silica “PM-20” (average particle size 12 μm) and “Reorosil MT-10” (average particle size 15 μm) were selected and dispersed in a polyester resin or polyurethane resin with a three-roll mill. To the obtained dispersion, "Kane Ace MX-154" manufactured by Kaneka Co., Ltd. in which butadiene rubber-based core-shell type rubber particles were dispersed in a bisphenol A type epoxy resin was added, if necessary, a curing accelerator (BDMA: benzyldimethylamine).
接着層用の組成物として、ポリアミドイミド溶液(東洋紡社製HR−11NN)100部に硬化剤としてフェノールノボラック型エポキシ樹脂(三菱ケミカル社製jER(登録商標)152)15部、硬化触媒としてトリフェニルフォスフィン(TPP)3部、添加剤として2−フェニルイミダゾール10部、希釈溶剤としてテトラヒドロフラン200部を混合した。 As a composition for the adhesive layer, 15 parts of a phenol novolac type epoxy resin (jER (registered trademark) 152 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) as a curing agent in 100 parts of a polyamide-imide solution (HR-11NN manufactured by Toyobo Co., Ltd.), and triphenyl as a curing catalyst. 3 parts of phosphine (TPP), 10 parts of 2-phenylimidazole as an additive, and 200 parts of tetrahydrofuran as a diluting solvent were mixed.
(加熱減量の測定)
上記の接着層用組成物を厚さ10μmのフィルム状に成型し、幅10mm、長さ10mmに切断した試験片について、300℃過熱水蒸気雰囲気下、10分間加熱し、加熱後の加熱減量を測定し、(加熱前の重量−加熱後の重量)/加熱前の重量×100で算出した。加熱減量は1.8重量%であった。
(Measurement of heating loss)
The adhesive layer composition was molded into a film having a thickness of 10 μm, and a test piece cut into a width of 10 mm and a length of 10 mm was heated in a superheated steam atmosphere at 300° C. for 10 minutes, and the heating loss after heating was measured. Then, (weight before heating−weight after heating)/weight before heating×100. The weight loss upon heating was 1.8% by weight.
(実施例1)
絶縁コート剤として表2に示すコート剤1を用いて、次の手順で絶縁基体の片面上に4ターンの平面コイルを4層積層し、2層ずつ直列に接続されたアンテナが2組積層された構造の積層アンテナを製造した。
(Example 1)
Using the coating agent 1 shown in Table 2 as the insulating coating agent, four layers of a 4-turn flat coil were laminated on one surface of the insulating substrate in the following procedure, and two antennas connected in series were laminated in two layers. A laminated antenna having a different structure was manufactured.
接着層用の組成物をカネカ社製ポリイミドフィルム「カプトンEN厚み5μm」の片面に乾燥後の厚みで0.5μmになるように塗布し、200℃で5分間乾燥・熱処理して接着層を設けた絶縁基体を得た。次に、接着層上にスクリーン印刷によりに渦巻き状の配線パターンを導電ペーストで印刷し、100℃、10分間仮乾燥したのち、過熱水蒸気下で350℃、2分熱処理して厚み25μmの配線パターンを得た。熱処理後の配線パターン上にスルーホール部をマスクしたスクリーン印刷により絶縁コート層パターンを絶縁コート剤で印刷し、100℃、10分間仮乾燥したのち、過熱水蒸気下で350℃、2分熱処理して厚み15μmの絶縁コート層を得た。得られた絶縁コート層上に渦巻き状の配線パターンをスルーホール充填を同時に行いながら導電ペーストで印刷し、100℃、10分間仮乾燥したのち、過熱水蒸気処理下で350℃、2分熱処理して厚み25μmの配線パターンを得た。熱処理後の配線パターン上に、順に、前述と同様の方法で絶縁コート層と配線パターンとを印刷、乾燥、熱処理を行って繰り返し形成した。最後に絶縁コート層上に配線パターンをスルーホール充填を同時に行いながら導電ペーストで印刷し、100℃、10分間仮乾燥したのち、過熱水蒸気下で350℃、2分熱処理して厚み25μmのIC実装用の配線パターンとし、積層アンテナを得た。 The composition for the adhesive layer is applied to one side of a Kaneka polyimide film “Kapton EN thickness 5 μm” so that the thickness after drying becomes 0.5 μm, and dried and heat-treated at 200° C. for 5 minutes to form the adhesive layer. An insulating substrate was obtained. Next, a spiral wiring pattern is printed on the adhesive layer by screen printing with a conductive paste, temporarily dried at 100° C. for 10 minutes, and then heat-treated under superheated steam at 350° C. for 2 minutes to form a wiring pattern having a thickness of 25 μm. Got The insulation coating layer pattern is printed on the wiring pattern after the heat treatment with an insulation coating agent by screen printing in which the through holes are masked, temporarily dried at 100° C. for 10 minutes, and then heat treated under superheated steam at 350° C. for 2 minutes. An insulating coat layer having a thickness of 15 μm was obtained. A spiral wiring pattern is printed on the obtained insulating coat layer with a conductive paste while simultaneously filling through holes, temporarily dried at 100° C. for 10 minutes, and then heat-treated at 350° C. for 2 minutes under superheated steam treatment. A wiring pattern having a thickness of 25 μm was obtained. On the heat-treated wiring pattern, an insulating coat layer and a wiring pattern were sequentially printed, dried, and heat-treated in the same manner as described above to repeatedly form. Finally, a wiring pattern is printed on the insulating coating layer with a conductive paste while simultaneously filling the through holes, temporarily dried at 100° C. for 10 minutes, and then heat-treated under superheated steam at 350° C. for 2 minutes to mount an IC with a thickness of 25 μm. As a wiring pattern for, a laminated antenna was obtained.
(実施例2)
絶縁コート剤として表2に示す種々のコート剤を用いた。実施例1と同様にして得た接着層を設けた絶縁基体上に、実施例1と同様の手段で4ターンの平面コイルを4層積層し、4層全てが直列に接続された構造の積層アンテナを得た。
(Example 2)
As the insulating coating agent, various coating agents shown in Table 2 were used. On the insulating substrate provided with the adhesive layer obtained in the same manner as in Example 1, four layers of 4-turn plane coils were laminated by the same means as in Example 1, and all four layers were connected in series. Got an antenna.
(実施例3)
あらかじめNi−Zn−Cuフェライト粉末(戸田工業(株)製FRX−950)をグリーンシート法により920℃で2時間焼結した厚さ150μmで格子状に切れ目を入れた焼結フェライトシートを得た。絶縁コート剤として表2に示すコート剤1を用いて、実施例2と同様にアンテナ配線パターンを積層し、前記焼結フェライトシートに厚み10μmの両面テープで貼り付けて積層アンテナを得た。
(Example 3)
Ni-Zn-Cu ferrite powder (FRX-950 manufactured by Toda Kogyo Co., Ltd.) was previously sintered for 2 hours at 920° C. for 2 hours by a green sheet method to obtain a sintered ferrite sheet having slits with a thickness of 150 μm. .. Using Coating Agent 1 shown in Table 2 as an insulating coating agent, an antenna wiring pattern was laminated in the same manner as in Example 2 and attached to the sintered ferrite sheet with a double-sided tape having a thickness of 10 μm to obtain a laminated antenna.
(比較例1)
厚み35μmの銅箔を厚み25μmのPETに厚み20μmの接着層を介して積層したFCCLを使用して、実施例1、2で積層した配線パターンの4倍の面積を持つアンテナを通常のフォトレジストを用いたエッチング工程により形成した。
(Comparative Example 1)
Using an FCCL in which a copper foil having a thickness of 35 μm is laminated on a PET having a thickness of 25 μm via an adhesive layer having a thickness of 20 μm, an antenna having an area four times as large as that of the wiring patterns laminated in Examples 1 and 2 is used as a normal photoresist. Was formed by an etching process using.
(比較例2〜9)
表3に示す種々の組成の絶縁コート剤を用いて、実施例2と同様に実施した。
(Comparative Examples 2-9)
It carried out like Example 2 using the insulating coating agent of various compositions shown in Table 3.
(交信特性の測定)
積層アンテナの片面にICチップ(NXP社製ICチップI CODE SLI)を実装し、共振周波数調整用のコンデンサを並列に接続して、共振周波数を13.56MHzになるよう調整した状態で、リーダライタ(タカヤ製TR3−C201)で交信距離を比較評価した。その結果を表4〜表6に示す。
(Measurement of communication characteristics)
An IC chip (IC chip I CODE SLI manufactured by NXP) is mounted on one surface of the laminated antenna, a capacitor for resonance frequency adjustment is connected in parallel, and the resonance frequency is adjusted to 13.56 MHz. (Takaya TR3-C201) was used to compare and evaluate the communication distance. The results are shown in Tables 4 to 6.
実施例1は、電気的に接続していない、磁気的に結合した2つのアンテナが積層され、一方のアンテナにはICチップを実装し、他方にはコンデンサによる周波数調整のみを行ったことで、ICチップを実装せず共振周波数調整したアンテナがブースターアンテナとして機能し、ICチップを実装しているアンテナの指向性を改善し、ブースターアンテナを有さない場合に比べて交信距離を伸ばすことができた。 In Example 1, two magnetically coupled antennas that were not electrically connected were stacked, one antenna was mounted with an IC chip, and the other antenna was only frequency-adjusted by a capacitor. The antenna whose resonance frequency is adjusted without mounting the IC chip functions as a booster antenna, improves the directivity of the antenna mounting the IC chip, and can extend the communication distance compared to the case without the booster antenna. It was
実施例2、3のアンテナは、アンテナ配線パターンを4層積層した構造になるため、比較例1のアンテナの4分の1の面積で、比較例1と同等の交信距離が得られた。また、メタル上にアンテナを設置した場合には、実施例2では、磁性体がないため読み取りが出来なかったが、磁性体を積層した実施例3では同等の交信距離が得られた。比較例2〜9のアンテナでは、印刷積層した場合に配線パターンにクラックやにじみ等が生じており、アンテナ回路がショートやオープン状態となって、積層アンテナとして共振周波数が設計値の13.56MHzから大きく外れており、読み取りが出来なかった。 Since the antennas of Examples 2 and 3 have a structure in which the antenna wiring patterns are laminated in four layers, the communication distance equivalent to that of Comparative Example 1 was obtained with the area of 1/4 of the antenna of Comparative Example 1. Further, when the antenna was installed on the metal, reading was not possible in Example 2 because there was no magnetic substance, but in Example 3 in which magnetic substances were laminated, an equivalent communication distance was obtained. In the antennas of Comparative Examples 2 to 9, when printed and laminated, the wiring pattern has cracks, bleeding, or the like, which causes the antenna circuit to be in a short circuit or open state, and the resonance frequency of the laminated antenna from the design value of 13.56 MHz. It was out of alignment and could not be read.
(温度サイクル試験)
交信できた積層アンテナ各100個をJIS規格(JIS C 60068−2−14)に基づいて温度サイクル試験を実施した。
(Temperature cycle test)
A temperature cycle test was carried out on 100 laminated antennas that were able to communicate based on the JIS standard (JIS C 60068-2-14).
温度サイクル試験を125℃30分保持、−40℃30分保持、各保持温度間は5分で行い、100サイクル後の交信特性を評価した。表5に100サイクル後の交信不能となった積層アンテナの発生数を示す。 The temperature cycle test was carried out at 125° C. for 30 minutes, at −40° C. for 30 minutes, and at each holding temperature for 5 minutes, and the communication characteristics after 100 cycles were evaluated. Table 5 shows the number of laminated antennas that became unable to communicate after 100 cycles.
(実施例4)
実施例1の積層アンテナについて、独立したアンテナにそれぞれ、計2個のICチップを実装した場合、2つのICを同時に読み取ることが確認された。
(Example 4)
Regarding the laminated antenna of Example 1, it was confirmed that when a total of two IC chips were mounted on each independent antenna, two ICs were read simultaneously.
本発明で得られる積層アンテナは、絶縁コート層を挟んで、導電ペーストで形成した配線パターンを積層することで小型化や高性能化、低コスト化が図れる。これらの積層アンテナはRFID通信のアンテナや、電磁授受作用方式のアンテナなどに用いることが可能である。 The laminated antenna obtained by the present invention can be miniaturized, improved in performance, and reduced in cost by laminating the wiring pattern formed of the conductive paste with the insulating coat layer interposed therebetween. These laminated antennas can be used as an RFID communication antenna, an electromagnetic transfer type antenna, and the like.
1、2、3 積層アンテナ
11、21 絶縁基体
31 絶縁基体(樹脂フィルム)
12、22、32 接着層
13、23、33 配線パターン
14、24、34 絶縁コート層
15、25、35 スルーホール
16、17、26、36 アンテナコイル
38 磁性体
39 両面テープ
1, 2, 3 laminated antennas 11, 21 insulating base 31 insulating base (resin film)
12, 22, 32 Adhesive layers 13, 23, 33 Wiring patterns 14, 24, 34 Insulation coat layers 15, 25, 35 Through holes 16, 17, 26, 36 Antenna coil 38 Magnetic material 39 Double-sided tape
Claims (11)
(A)ポリエステル樹脂
(B)板状無機フィラー
(C)フュームドシリカ
(D)ゴム相
(E)エポキシ樹脂 A laminated antenna in which a plurality of wiring patterns formed of a conductive paste are laminated on one surface of an insulating substrate with an insulating coat layer having a through hole interposed therebetween, and the wiring patterns are connected through the through hole, The insulating coating layer is a cured product of a resin containing the following (A) to (E).
(A) Polyester resin (B) Plate-shaped inorganic filler (C) Fumed silica (D) Rubber phase (E) Epoxy resin
(A)ポリエステル樹脂
(B)板状無機フィラー
(C)フュームドシリカ
(D)ゴム相
(E)エポキシ樹脂 A wiring pattern is formed on one surface of an insulating substrate by printing a conductive paste, and an insulating coating layer is formed on the wiring pattern by printing an insulating coating agent containing the following (A) to (E). And forming a wiring pattern including filling of through holes by printing a conductive paste on the insulating coat layer.
(A) Polyester resin (B) Plate-shaped inorganic filler (C) Fumed silica (D) Rubber phase (E) Epoxy resin
The method for manufacturing a laminated antenna according to claim 9, wherein the insulating coating agent is cured by heat treatment at 120° C. or more to form an insulating coating layer.
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