JP4931689B2 - アンテナの製造方法並びに該アンテナを備えた携帯電話機またはパーソナルコンピュータ - Google Patents

Description

本願発明は、アンテナの製造方法並びに該アンテナを備えた携帯電話機またはパーソナルコンピュータに関するものである。

携帯電話機の普及とともに、その受発信内容は単なる電話通話に止まらず、Ｅメール、音楽配信、テレビ、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）等広範囲に亘るアイテムの受発信へと用途が拡大されてきている。
また、携帯用電話機に対するアンテナの仕様については、多くの研究、開発がなされてきており、アンテナパターンとしては技術的にも高レベルのものが出てきている。（例えば、特許文献１参照）
しかしながら、従来は、これらの受発信に必要なアンテナに対し単一的なアンテナをもって対応してきており、昨今の受発信の受発信アイテム周波数の多様化に対して、必ずしも十分とは云えなくなってきている。
また、近年の携帯電話機の外装は顧客の多様化と共に、種々の多彩な印刷による外装が要求されてきており、従って広範な周波数領域に対応するアンテナ機能を内蔵させ、且つ携帯電話機の外装としての多彩な美的外観を保つ製品が強く望まれてきている。
特開２００５−１６７９８０号公報

上記のように、市場要求として、広範な周波数領域に対応するアンテナ機能を内蔵させ、且つ、携帯電話機の外装としての多彩な美的外観を保つ製品が求められているが、この両者を小型軽量な携帯電話機の範囲内という限られた条件下で満足させる技術についてはかなりの難しさが存在する。
特に、異なる広範な周波数に十分に対応し得るアンテナを携帯電話機の限られた表面に備え、且つ、そのアンテナパターンを表面に目立たない状態で、色彩外観を与えることは極めて難しい。
本願発明は、これらの要求に応えるものとして、基本的に前記のごとき現在多様化している、乃至、将来出現してくるであろう受発信の各種の周波数領域に対し、十分に対応し得るアンテナのシステムを、より美的な多彩外装コート被覆下において備えたアンテナの製造方法を提供し、また、それを備えた携帯電話機またはパーソナルコンピュータを提供することをその目的としている。

本発明に係るアンテナの製造方法は、
１）携帯電話機用またはパーソナルコンピュータ用のアンテナの製造方法であって、導電性インキにより所定の受信周波数に対応したアンテナパターンを印刷する第１工程と、該アンテナパターンに無電解メッキ及び電解メッキ、または電解メッキをする第２工程と、該電解メッキの外表面にさらにシリコーンオイル含有のインキによる被膜を形成する第３工程と、前記第３工程後所定の乾燥処理を施した後、シリコーンオイル含有インキの撥水性により弾かれる前記アンテナパターン印刷の表面部分を除く表面全体を、所定の粘度を有する塗料またはインキにより塗装またはベタ印刷する第４工程と、前記シリコーンオイル含有インキの表面に濡れ性を付与するための第５工程と、前記第５工程後全体表面を極薄コート剤により被覆する第６工程による層を、１層または複数層を積層することを特徴とするものである。

さらに、本発明に係るアンテナの製造方法は、
２）上述の１）において、前記導電性インキによるアンテナパターンの印刷は、導電性粉体を混合した印刷インキまたはペースト剤により印刷されたものであり、
３）上述の１）または２）において、前記無電解メッキを、ＣｕまたはＮｉの厚さ５μｍ以下の無電解メッキとし、前記電解メッキを、厚さ５〜１００μｍ、好ましくは１０〜５０μｍのＣｕ電気メッキとしたものであり、
４）上述の１）〜３）において、前記シリコーンオイル含有のインキによる被膜は、該インキが通常のインキに５〜３０ｖｏｌ％、好ましくは１０ｖｏｌ％のシリコーンオイルを混合したものであり、且つ前記電解メッキ表面のみに被覆されたものであり、
５）上述の１）〜４）において、前記第４工程における表面全体への塗装またはベタ印刷は、その厚みが前記第３工程終了時のアンテナパターン部の高さＨと同じ寸法の厚さｔを有し、該アンテナパターン部の高さの表面と、前記表面全体への塗装またはベタ印刷の厚さの表面とが同一位置になるものであり、且つ、所定の粘度は通常の印刷被覆時における粘度との粘度比Ｋが０．１〜０．５、好ましくは０．５の粘度であり、
６）上述の１）〜５）において、前記シリコーンオイル含有インキの表面に濡れ性を付与するための第５工程における処理方法は、アルカリ洗浄剤による被膜除去、またはプラズマ処理、ブラスト処理による表面アラサの改質であることを特徴とするものである。

７）さらに、本発明に係る携帯電話機またはパーソナルコンピュータは、上述の５）または６）に記載のアンテナの製造方法にて作成されたアンテナを備えたことを特徴とするものである。

本発明によるアンテナは、多様化する受発信周波数により適したアンテナパターンを１層または複数層に積層することにより、また、下層にあるアンテナパタ−ンの存在を認識させない独特の手段を施すことにより、受発信の周波数特性が多様化する携帯電話機またはパーソナルコンピュータの市場要求と、多様に亘る外観の色彩化粧コートの要求とを、効率よく満足させるアンテナを提供し、且つそれを備えた携帯電話機またはパーソナルコンピュータを提供することができる。

すなわち、昨今受発信内容の多様化に伴って、多様化する受発信周波数に対し、従来の携帯電話用の周波数ＭＨｚ（携帯）用のアンテナでは、必ずしも十分には対応できなくなってきている。
特に、波長λ［ｍ］＝Ｖ／ｆ（Ｖ：伝播速度［ｍ／ｓｅｃ］、ｆ：周波数［Ｈｚ］）式にて明かなように、例えばＴＶ受信のごとく、その周波数ＭＨｚ（ＴＶ）が携帯電話の周波数ＭＨｚ（携帯）に対し約１／２、すなわちアンテナ長さＬは約倍の長さ（約２０ｃｍ）を要するが、携帯電話機表面にて配線するためには少なからずのスペースを要する。人工衛星を利用するＧＰＳにおいては更に厳しい。
本発明は、限られた携帯電話機におけるスペースにおいて、十分要項な受発信作用を行うに十分なアンテナを設けるための仕様を特定しているものであり、しかも、携帯電話機の美観を損することなく実施し得るものであるところに、その特徴がある。

［実施の形態１］
図１は、本実施の形態１の携帯電話機の外表面にアンテナパターンを設けた場合を破面にて模式的に示した図であり、（ａ）は蓋部外表面に設けた場合、（ｂ）は本体部外表面に設けた場合である。
図２は、携帯電話機蓋部の外表面にアンテナパターンを設けた場合の１例の一部断面を模式的に示した図である。
図３は、本実施の形態１におけるアンテナパターン（１層の場合）の作成工程を説明する工程流れ図である。
図４は、図３の各工程に対応するアンテナパターン部の一部断面を示す説明図である。
図において、１は携帯電話機、１０は携帯電話機蓋部、１１は携帯電話機本体部、２はＯＰ１による導電性インキによるアンテナパターン面、３はＯＰ２による電気メッキ面、４はＯＰ３のシリコーンインキによるパターン被覆面、５はＯＰ４による予備コート被覆面、６はＯＰ６による化粧コート被覆面、３１は携帯電話機本体部における電気メッキ面、５１は携帯電話機本体部における予備コート被覆、６１は携帯電話機本体部における化粧コート被覆面である。
また、１ａは被印刷体、２ａは導電性印刷、３ａは無電解メッキ、４ａは電解（電気）メッキである。

図１〜４にみられるように、本発明は携帯電話機の蓋部および／または本体部の表面に受発信のアイテム、例えば、電話通話以外にもＴＶ受像、音楽配信、ＰＣへの受発信、ＧＰＳなどに対応したアンテナパターンを設けるものであり、従来の金属線状の配線によるのではなく、印刷およびそれに加えたメッキ手段により金属アンテナパターンを構成するものである。
限られた携帯電話機のスペース内にこれらを、蓋部および／または本体部の外表面および／または裏表面における空きスペースを利用して設けるところに本発明の特徴がある。

この異なるアイテムに対応した各アンテナパターンを１層または複数層に分けて配線することにより、分離度の高い鮮明な情報として得ることができる。各層におけるアンテナパターンの配線の組み合わせ方法は、多くの試行錯誤により選択されることが必要であるが、干渉を避けるためにもより高い周波数に対応するアンテナパターンをより外層側に配置するのが好ましい。また、干渉を避けるために、限られた面積範囲内において、外周側により長尺のアンテナパターンを、その内周側に短尺のパターンを配置する、または表面積内を上下または左右に区分した領域内に異なるパターンを配置するなどの方法を採ることができる。

携帯電話機に配線されるアンテナパターンは、受信抵抗を考慮すると線巾０．３〜２ｍｍ、厚さ５〜１０μｍのＣｕまたはＮｉによる電気メッキにより構成するのが好ましい。
線巾０．２、厚さ５μｍ以下では受信抵抗が大きくなり、十分な受信が望めない。また、線巾２ｍｍ、厚さ１０μｍ以上では、必要アンテナ長さに対し配線スペースが十分に確保出来ない。

図３、図４の工程流れ図にしたがって、以下工程の詳細を説明する。
携帯電話機のアンテナパターン印刷面（以下被印刷体１という）は予め印刷前処理により清浄化される。該前処理は通常実施されている方法による。ＯＰ１における導電性インキによるアンテナパターン２の印刷は、線幅０．２〜３ｍｍ、好ましくは０．５〜２ｍｍをベースとしてアンテナパターンを導電性粉体を混合した印刷インキにより印刷する。該導電性粉体はＣｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｐｄ、Ａｇ、Ａｕ，Ｃまたはそれらの各合金より選ばれた、平均粒径０．００１〜１０μｍ程度のものである。

ＯＰ２において、前記被印刷体１に印刷されたアンテナパタ−ン２表面に無電解メッキ及び電解メッキ、または電解メッキ３を施す。無電解メッキはＣｕまたはＮｉにより厚さ５μｍ以下の無電解メッキである。更にその上に電解メッキ３（以下、電気メッキ３という）を施す。該電気メッキはその厚さが５〜１０μｍのＣｕまたはＮｉの電気メッキである。
この電気メッキ３の層厚み、アンテナパターン形状等は携帯電話機に要求されるアンテナ容量を備えるに十分な機能を有するものであることは言うまでもない。

ＯＰ３において、ＯＰ２にて電気メッキ３を施されたアンテナパターン上にシリコーンインキにより同じ模様のアンテナパターン印刷を積層する。シリコンインキ４は、通常の印刷用インキにシリコーンオイルを適当量添加せるものであり、ＯＰ１における印刷方法と同じ方式により印刷される。このシリコーンインキ４により同一アンテナパターンを重ね印刷するところに特徴がある。
すなわち、シリコンインキ４のもつ撥水性により次工程のＯＰ４による色彩塗装またはベタ印刷（以下、予備コート被覆という）工程の予備コート被覆におけるアンテナパターン上に存在されるインキを、該アンテナパターン上から排除することを目的としている。
従って、本工程ではシリコーンインキの撥水性の性能が極めて重要な条件であり、併せてＯＰ４工程において使用される予備コート被覆５の粘度、濃度との兼ね合いで最も効率的に排除する条件が選択される。

図５は、シリコーンインキによる排除効率Ｅｘを試験した結果を示す図である。
すなわち、シリコーンインキにおけるシリコーンオイル４の含有量Ａ（ｖｏｌ％）を変化させ、次工程の予備コート被覆５の通常インキ粘度に対する粘度比Ｋとの関係でアンテナパターン上よりの排除効率Ｅｘ（ルーペによる目視測定）を試験した結果を示す。
図５より明らかなように、シリコンインキ４中のシリコーン含有量Ｖ（ｖｏｌ％が）１０ｖｏｌ％以下では、予備コート被覆５のパターン上からの排除効率Ｅｘは悪く、１０ｖｏｌ％を越えると撥水性による排除効率Ｅｘは良好となる。しかし、シリコーン含有量が３０ｖｏｌ％を越えるとパターン上への積層印刷に難が生じる。
また、排除効率Ｅｘは、排除されるべき予備コート被覆５の粘度比Ｋにより影響され、粘度比Ｋが０．５以上では良好な排除効率Ｅｘを期待することができない。また０．１以下では色彩的に十分でなくなる。従って、予備コート被覆５の通常インキ粘度に対する粘度比Ｋは０．１〜０．５、好ましくは０．５が望ましく、またシリコンインキにおけるシリコーン含有量Ｖは１０〜３０ｖｏｌ％が好ましい。

図４における（ｃ）、（ｄ）は図３におけるＯＰ３およびＯＰ４の工程における状態を模式的に示している。被印刷体１上に印刷、電気メッキ３されたアンテナパタン上にシリコンインキ４による積層印刷が施される。この電気メッキ３の厚さは５〜１０μｍ程度、またシリコンインキ４による積層印刷は膜厚み１〜２μｍ程度の極く薄い被膜である。
該シリコンインキ４は所定の乾燥工程により或程度固定化された後、被印刷体１上全面に予備コート被覆５が施される。基本的に予備コート被覆５の表面位置が前記シリコンインキ４の表面位置と同一面となるように予備コート被覆５の膜厚みが決められる。

図３のＯＰ５の工程は、ＯＰ４により構成された表面、特にシリコンインキ４の表面に次工程ＯＰ６による化粧コート被覆に対する濡れ性を付与するものである。この濡れ性の付与はシリコンインキ４における撥水性を抑え、表面を活性化するものであり、化学的または物理的手段により表面活性が与えられる。化学的にはアルカリ洗浄液による処理、物理的にはプラズマ処理等による表面アラサの改質等で与えられる。

全面的に活性化された表面にはＯＰ６工程による化粧コート被覆６が施される。該化粧コート被覆６は、顧客の要求に基づき色彩、模様、厚さ等が任意に選択される。
化粧コート被覆６は適宜の手段により乾燥、固定化され、アンテナパターンを包含する装飾携帯電話機用ケースが完成する。
図２は、本発明のアンテナパターンを２層積層した場合の携帯電話機表面のアンテナパターン部の一部断面を模式的に示した図である。
なお、前記各図において各部の寸法およびアンテナパターンは任意に表示されているものであり、これにより規制されるものではない。

［実施の形態２］
図６は本実施の形態２におけるアンテナパターン（１層の場合）の作成工程を説明する工程流れ図である。
図７は、図６の各工程に対応するアンテナパターン部の一部断面を示す説明図である。
図において、１ａは被印刷体、２ａは導電性印刷、３ａは無電解メッキ、４ａは電解（電気）メッキである。

図６、７にみられるように、本実施の形態２における内容は、実施の形態１の工程に対しＯＰ３〜ＯＰ６の工程を省略したものである。すなわち、本実施の形態２においては、基本的に形態電話機表面の曲面に施されたアンテナパターンそのものを露出させているものであり、被メッキの母材表面の生地模様を生かす場合、アンテナパターンそのものをイラスト画、乃至美的模様に形成兼用する場合、または電気メッキ表面を着色金属面とする場合乃至電気メッキ面そのものとして色彩的に生かす場合などに適する。

ＯＰ１ａの導電性インキによるアンテナパターン印刷工程、ＯＰ２ａの無電解メッキ工程、ＯＰ３ａの電解（電気）メッキ工程は、実施の形態１における当該工程における条件に準じて実施される。
また、電気メッキ表面を着色金属面とする場合乃至電気メッキ面そのものとして生かす場合では、Ｃｕメッキの上に金またはその化合物のメッキ、銀またはその化合物のメッキなどのコーティングメッキを使用することができる。

上述の実施の形態においては、被印刷体１は携帯用電話機を対象として述べられているが、本発明は、パーソナルコンピュータ、クシーなどの移動無線機、各種レーダ用の受送信器等に適用することができる。

本実施の形態１における携帯電話機の外表面にアンテナパターンを設けた場合を破面にて模式的に示した図であり、（ａ）は蓋部外表面に設けた場合、（ｂ）は本体部外表面に設けた場合である。 本発明のアンテナパターンを２層積層した場合の携帯電話機表面のアンテナパターン部の一部断面の１例を模式的に示した図である。 本実施の形態１の工程を説明する工程流れ図である。 図３の各工程に対応するアンテナパターン部の一部断面を示す説明図である。 シリコーンインキによる排除効率Ｅｘを試験した結果を示す図である。 本実施の形態２の工程を説明する工程流れ図である。 図６の各工程に対応するアンテナパターン部の一部断面を示す説明図である。

符号の説明

１ 携帯電話機
１０ 携帯電話機蓋部
１１ 携帯電話機本体部
２ ＯＰ１による導電性インキによるアンテナパターン面
３ ＯＰ２による電気メッキ面
４ ＯＰ３のシリコーンインキによるパターン被覆面
５ ＯＰ４による予備コート被覆面
６ ＯＰ６による化粧コート被覆面
３１ 携帯電話機本体部における電気メッキ面
５１ 携帯電話機本体部における予備コート被覆
６１ 携帯電話機本体部における化粧コート被覆面
１ａ 被印刷体
２ａ 導電性印刷
３ａ 無電解メッキ
４ａ 電解（電気）メッキ

Claims (8)

1. 携帯電話機用またはパーソナルコンピュータ用のアンテナの製造方法であって、導電性インキにより所定の受信周波数に対応したアンテナパターンを印刷する第１工程と、該アンテナパターンに無電解メッキ及び電解メッキ、または電解メッキをする第２工程と、該電解メッキの外表面にさらにシリコーンオイル含有のインキによる被膜を形成する第３工程と、前記第３工程後所定の乾燥処理を施した後、シリコーンオイル含有インキの撥水性により弾かれる前記アンテナパターン印刷の表面部分を除く表面全体を、所定の粘度を有する塗料またはインキにより塗装またはベタ印刷する第４工程と、前記シリコーンオイル含有インキの表面に濡れ性を付与するための第５工程と、前記第５工程後全体表面を極薄コート剤により被覆する第６工程による層を、１層または複数層を積層することを特徴とするアンテナの製造方法。
2. 前記導電性インキによるアンテナパターンの印刷は、導電性粉体を混合した印刷インキまたはペースト剤により印刷されたものであることを特徴とする請求項１に記載のアンテナの製造方法。
3. 前記無電解メッキは、ＣｕまたはＮｉの厚さ５μｍ以下の無電解メッキであり、前記電解メッキは、厚さ５〜１００μｍ、好ましくは１０〜５０μｍのＣｕ電気メッキであることを特徴とする請求項１または２に記載のアンテナの製造方法。
4. 前記シリコーンオイル含有のインキによる被膜は、該インキが通常のインキに５〜３０ｖｏｌ％、好ましくは１０ｖｏｌ％のシリコーンオイルを混合したものであり、且つ前記電解メッキ表面のみに被覆されたものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のアンテナの製造方法。
5. 前記第４工程における表面全体への塗装またはベタ印刷は、その厚みが前記第３工程終了時のアンテナパターン部の高さＨと同じ寸法の厚さｔを有し、該アンテナパターン部の高さの表面と、前記表面全体への塗装またはベタ印刷の厚さの表面とが同一位置になるものであり、且つ、所定の粘度は通常の印刷被覆時における粘度との粘度比Ｋが０．１〜０．５、好ましくは０．５の粘度であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のアンテナの製造方法。
6. 前記シリコーンオイル含有インキの表面に濡れ性を付与するための第５工程における処理方法は、アルカリ洗浄剤による被膜除去、またはプラズマ処理、ブラスト処理による表面アラサの改質であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のアンテナの製造方法。
7. 前記請求項５〜６のいずれか１項に記載のアンテナの製造方法にて作成されたアンテナを備えたことを特徴とする携帯電話機。
8. 前記請求項５〜６のいずれか１項に記載のアンテナの製造方法にて作成されたアンテナを備えたことを特徴とするパーソナルコンピュータ。

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