JP5173907B2 - 配線基材の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、配線基材の製造方法に関し、さらに詳しくは、光透過性基材の一面に、導電性ペーストからなる配線を効率的に形成することができる配線基材の製造方法に関するものである。

従来、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）用途の情報記録メディアのように、電磁波または電波を媒体として外部から情報を受信し、また外部に情報を送信できるようにした、ＩＣタグやＩＣカードなどの非接触型データ受送信体に備えられるインレットは、基材と、その一方の面に設けられ互いに接続されたアンテナおよびＩＣチップとから構成されている。

インレットの製造では、例えば、基材の一方の面に、印刷により、銀ペーストなどの熱硬化型の導電性ペーストからなるアンテナパターンを形成し、そのアンテナパターンを加熱、乾燥することにより、基材の一方の面にアンテナを形成している（例えば、特許文献１参照）。

特開平１０−１９３８５号公報

しかしながら、熱硬化型の導電性ペーストを用いてアンテナを形成すると、導電性ペーストを加熱、乾燥するための時間が長くなり、結果として、インレット１つ当たりの製造時間がながくなるという問題があった。
また、通常、基材としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などからなるプラスチックフィルムが用いられるが、熱硬化型の導電性ペーストを加熱する温度は、プラスチックフィルムの軟化点を超えるため、プラスチックフィルムが収縮することがあった。すると、プラスチックフィルムの収縮に伴って、その一方の面に形成されたアンテナにも歪みが生じ、共振周波数、通信距離などのアンテナ特性が劣化するという問題があった。

そこで、導電性ペーストとして紫外線硬化型のものを用いて、基材を加熱することなく、アンテナを形成する方法が検討されている。アンテナの形成時間を短縮するためには、導電性ペーストからなるアンテナパターンに対して、集中的に紫外線を照射する必要があるが、アンテナパターンの表面側から紫外線を照射しただけでは、アンテナパターンの裏面側にまで十分に紫外線が到達し難いため、短時間に導電性ペーストを硬化させることは難しいという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、配線を形成する紫外線硬化型の導電性ペーストの硬化時間を短縮するとともに、紫外線の照射不足による紫外線硬化型の導電性ペーストの硬化不良を解消することができる配線基材の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の配線基材の製造方法は、光透過性基材の一面に、印刷により、紫外線硬化型の導電性ペーストからなる配線パターンを形成する工程Ａと、前記配線パターンに紫外線を照射し、前記配線パターンを硬化させて、配線を形成する工程Ｂと、を有する配線基材の製造方法であって、前記工程Ｂにおいて、前記配線パターンを表面側にして、前記配線パターンが形成された光透過性基材を、金属板の一面に配置し、前記配線パターンの表面側から照射した紫外線の一部を、前記金属板の一面に設けられた回折格子にて反射させて、その反射光を前記配線パターンの裏面側に照射することを特徴とする。

前記回折格子は、前記金属板の一面に、前記配線パターンが形成された光透過性基材を配置した場合、少なくとも前記配線パターンの外縁に配置されるように設けられたことが好ましい。

本発明の配線基材の製造方法によれば、光透過性基材の一面に、印刷により、紫外線硬化型の導電性ペーストからなる配線パターンを形成する工程Ａと、前記配線パターンに紫外線を照射し、前記配線パターンを硬化させて、配線を形成する工程Ｂと、を有する配線基材の製造方法であって、前記工程Ｂにおいて、前記配線パターンを表面側にして、前記配線パターンが形成された光透過性基材を、金属板の一面に配置し、前記配線パターンの表面側から照射した紫外線の一部を、前記金属板の一面に設けられた回折格子にて反射させて、その反射光を前記配線パターンの裏面側に照射するので、配線パターンを形成する紫外線硬化型の導電性ペーストの硬化時間を短縮することができる。また、配線パターンの裏面（下面）側にて、紫外線の照射不足による、配線パターンの硬化不良を解消することができるので、より光透過性基材に対する密着性に優れる配線を形成することができる。したがって、配線基材の製造時間を短縮することができるとともに、紫外線硬化型の導電性ペーストの硬化不良に起因する製品不良を解消し、配線基材の歩留まりを向上することができる。

本発明の配線基材の製造方法の一実施形態を示す概略平面図である。 本発明の配線基材の製造方法の一実施形態を示す概略断面図である。 本発明の配線基材の製造方法の一実施形態を示す概略平面図であり、図１において一点鎖線ｂで囲んだ領域を拡大した図である。 本発明の配線基材の製造方法で用いられる金属板に設けられた回折格子の一例を示す概略断面図である。

本発明の配線基材の製造方法の実施の形態について説明する。
なお、この形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。

本発明の配線基材の製造方法は、光透過性基材と、光透過性基材の一方の面に設けられた配線と、を備えた配線基材を製造する方法である。

図１〜図４は、本発明の配線基材の製造方法の一実施形態を示す概略図である。
まず、長尺の光透過性基材１１を、その長手方向（図１に示す矢印方向）に搬送しながら、スクリーン印刷、インジェット印刷などの印刷法により、光透過性基材１１の一方の面１１ａに、紫外線硬化型の導電性ペーストからなる多数のアンテナパターン１２を等間隔に形成する（工程Ａ）。
ここでは、アンテナパターン１２は、ダイポールアンテナの形状をなしている。

この工程Ａにおいて、多数のアンテナパターン１２を等間隔に形成するとは、光透過性基材１１の長手方向および短手方向に等間隔にアンテナパターン１２，１２，・・・を形成することである。詳細には、アンテナパターン１２の長手方向（ダイポールアンテナの放射素子をなす部分の長手方向）が光透過性基材１１の長手方向と平行になるように、４つのアンテナパターン１２を光透過性基材１１の短手方向に並列に形成する。そして、光透過性基材１１の短手方向に並列に形成された４つのアンテナパターン１２からなる１つの組（図１において、一点鎖線ａで囲んだ組）を、光透過性基材１１の長手方向に等間隔に形成する。

また、工程Ａにおいて、アンテナパターン１２を設ける間隔は、アンテナ形成後、光透過性基材１１を所定の大きさに裁断した場合、光透過性基材１１におけるアンテナを含む領域１１Ａが、目的とする配線基材に相当する大きさおよび形状をなすようにする。

光透過性基材１１としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）などの樹脂からなるシート状またはフィルム状の光透過性の基材が用いられ、中でも、紫外線（波長３６５ｎｍ〜５１６ｎｍ）の透過性に優れるものが好適に用いられる。

紫外線硬化型の導電性ペーストとしては、銀微粒子が樹脂組成物に配合された銀ペースト、カーボン微粒子が樹脂組成物に配合されたカーボンペーストなどが用いられる。

紫外線硬化型の導電性ペーストは、紫外線硬化性樹脂を樹脂組成物に含むものであり、硬化時間が短いので、製造効率を向上させることができる。
紫外線硬化型の導電性ペーストとしては、例えば、熱可塑性樹脂のみ、あるいは、熱可塑性樹脂と架橋性樹脂（特にポリエステルとイソシアネートによる架橋系樹脂など）とのブレンド樹脂組成物に、導電微粒子が６０質量％以上配合され、ポリエステル樹脂が１０質量％以上配合されたもの、すなわち、溶剤揮発型かあるいは架橋／熱可塑併用型（ただし熱可塑型が５０質量％以上である）のものや、熱可塑性樹脂のみ、あるいは熱可塑性樹脂と架橋性樹脂（特にポリエステルとイソシアネートによる架橋系樹脂など）とのブレンド樹脂組成物に、ポリエステル樹脂が１０質量％以上配合されたもの、すなわち、架橋型かあるいは架橋／熱可塑併用型のものなどが好適に用いられる。

次いで、アンテナパターン１２が形成された光透過性基材１１を、その長手方向（図１および図２に示す矢印方向）に搬送しながら、アンテナパターン１２に紫外線を照射し、アンテナパターン１２を硬化させて、配線を形成し（工程Ｂ）、光透過性基材１１と、光透過性基材１１の一方の面１１ａに設けられたアンテナとから構成される配線基材を得る。

この工程Ｂでは、図２に示すように、アンテナパターン１２が表面（上面）１２ａ側（上向き）になるようにして、光透過性基材１１を、金属製の搬送台２１の一方の面２１ａ上を搬送させる。

ここで、搬送台２１の一方の面２１ａには、回折格子２２が設けられている。
この回折格子２２は、図４に示すように、搬送台２１の一方の面２１ａに、周期的（等間隔）に形成された多数の溝２２ａから構成される。
この回折格子２１の形成方法としては、搬送台２１の一方の面２１ａに機械的に溝２２ａを刻線する機械的方法、搬送台２１の一方の面２１ａに塗布したフォトレジスト膜に、２光束干渉による干渉縞を露光・現像し、フォトレジストパターンを形成し、それをエッチングすることにより、搬送台２１の一方の面２１ａに溝２２ａを形成するホログラフィック法が用いられる。

この回折格子２２は、図１および図２に示すように、アンテナパターン１２が形成された光透過性基材１１が搬送台２１の一方の面２１ａの所定位置まで搬送されてくると、アンテナパターン１２の外縁、すなわち、光透過性基材１１におけるアンテナを含む領域１１Ａの外郭に沿って配置されるように設けられている。すなわち、図１に示すように、光透過性基材１１が搬送台２１の一方の面２１ａの所定位置に配置された場合、搬送台２１の一方の面２１ａ上に配置された全ての領域１１Ａ同士の間に、回折格子２２が配置されるようになっている。

詳細には、アンテナパターン１２が形成された光透過性基材１１が搬送台２１の一方の面２１ａの所定位置まで搬送された場合、光透過性基材１１の領域１１Ａ同士の間に位置する回折格子２２は、その長手方向に沿う中心線２２ａを境として２つの回折部２２Ａ，２２Ｂに区分されている。そして、この回折部２２Ａ，２２Ｂは、中心線２２ａに対して垂直な方向に、中心選２２ａを境にして互いに反対方向に光を反射するように設けられている。より詳細には、光透過性基材１１の領域１１Ａと隣接する回折格子２２の回折部２２Ａ，２２Ｂでは、入射した光を、その領域１１Ａ内に設けられているアンテナパターン１２側に反射するようになっている。

そして、アンテナパターン１２が形成された光透過性基材１１が、搬送台２１の一方の面２１ａの所定位置まで搬送されると、紫外線ランプなどからなる紫外線光源１１から、アンテナパターン１２の表面（上面）１２ａ（光透過性基材１１の一方の面１１ａ）側に対して、紫外線４１を照射する。すると、図２に示すように、紫外線４１の大部分が、表面（上面）１２ａ側から、アンテナパターン１２に直接照射されるとともに、紫外線４１の一部が、光透過性基材１１におけるアンテナパターン１２が形成されていない部分を透過し、搬送台２１の一方の面２１ａに設けられた回折格子２２にて反射し、その反射光４２がアンテナパターン１２の光透過性基材１１と接している面（裏面（下面））１２ｂに照射される。

詳細には、図２および図３に示すように、光透過性基材１１を透過した紫外線４１の一部が、領域１１Ａと隣接する回折部２２Ａにて反射して、その反射光４２がアンテナパターン１２の裏面（下面）１２ｂに照射されるとともに、領域１１Ａと隣接する回折部２２Ｂにて反射して、その反射光４２がアンテナパターン１２の裏面（下面）１２ｂに照射される。

このように、紫外線光源１１からアンテナパターン１２の表面（上面）１２ａ側に照射された紫外線４１の大部分が、表面（上面）１２ａ側から、アンテナパターン１２に直接照射されるとともに、その紫外線４１の一部が、搬送台２１の一方の面２１ａに設けられた回折格子２２にて反射した反射光４２がアンテナパターン１２の裏面（下面）１２ｂに照射されることにより、アンテナパターン１２を形成する紫外線硬化型の導電性ペーストの硬化時間を短縮することができる。また、アンテナパターン１２の裏面（下面）１２ｂ側にて、紫外線の照射不足による、アンテナパターン１２の硬化不良を解消することができるので、より光透過性基材１１に対する密着性に優れるアンテナを形成することができる。したがって、配線基材の製造時間を短縮することができるとともに、導電性ペーストの硬化不良に起因する製品不良を解消し、配線基材の歩留まりを向上することができる。

ここで、搬送台２１の一方の面２１ａに設けられた回折格子２２にて、紫外線４１を反射させることにより、その反射光４２がアンテナパターン１２の裏面（下面）１２ｂに照射される原理を説明する。
回折格子２２の溝２２ａの間隔（格子周期）をｄ、紫外線４１の波長をλ、紫外線４１の入射角（ここでは、搬送台２１の一方の面２１ａに対する入射角）をα、反射光４２の反射角（ここでは、紫外線４１とのなす角）をβ、回折次数（回折格子によって回折された光の方向を示す正負の整数）をｋ（０、±１、±２、・・・）とすると、これらｄ、λ、α、βおよびｋは、下記の式（１）の関係を満たす。
ｋλ＝ｄ（ｓｉｎα+ｓｉｎβ） （１）

この配線基材の製造方法では、紫外線４１を搬送台２１の一方の面２１ａに対して垂直に入射するので、紫外線４１の搬送台２１の一方の面２１ａに対する入射角αが０°であるから、ｓｉｎα＝０となる。
ここで、反射角βが、４５°＜ｂ＜９０°の範囲内であるとすると、上記の式（１）から、
０．７０１＜ｋλ／ｄ＜１ （２）
となる。さらに、上記の式（２）を変形すると、
ｋλ＜ｄ＜ｋλ／０．７０７ （３）
となり、ｋは０でなく、かつ、ｋ＞０であるから、
３６５ｋ＜ｄ（ｎｍ）＜５１６ｋ （４）
となる。ここで、ｋ＝１（１次回折光）と仮定すると、
３６５（ｎｍ）＜ｄ＜５１６（ｎｍ） （５）
となる。
その結果、搬送台２１の一方の面２１ａに対して垂直に入射した紫外線４１のうち、波長３６５ｎｍ〜５１６ｎｍの紫外線が、回折格子２２にて４５°〜９０°の反射角で反射する。

この実施形態の配線基材の製造方法によれば、光透過性基材１１の一方の面１１ａに、印刷により、紫外線硬化型の導電性ペーストからなるアンテナパターン１２を形成する工程Ａと、アンテナパターン１２に紫外線を照射し、アンテナパターン１２を硬化させて、配線を形成する工程Ｂと、を有し、工程Ｂにおいて、紫外線光源１１からアンテナパターン１２の表面１２ａ側に紫外線４１を照射し、表面（上面）１２ａ側から、アンテナパターン１２に直接、紫外線４１を照射するとともに、その紫外線４１の一部を、搬送台２１の一方の面２１ａに設けられた回折格子２２にて反射させて、その反射光４２をアンテナパターン１２の裏面（下面）１２ｂに照射するので、アンテナパターン１２を形成する紫外線硬化型の導電性ペーストの硬化時間を短縮することができる。また、アンテナパターン１２の裏面（下面）１２ｂ側にて、紫外線の照射不足による、アンテナパターン１２の硬化不良を解消することができるので、より光透過性基材１１に対する密着性に優れるアンテナを形成することができる。したがって、配線基材の製造時間を短縮することができるとともに、導電性ペーストの硬化不良に起因する製品不良を解消し、配線基材の歩留まりを向上することができる。

なお、この実施形態では、光透過性基材１１の一方の面１１ａに、導電性ペーストからなる配線として、ダイポールアンテナを形成する場合を例示したが、本発明の配線基材の製造方法にあっては、導電性ペーストにより形成される配線の形状は特に限定されない。
また、この実施形態では、光透過性基材１１に対するアンテナパターン１２の形成、および、紫外線４１の照射を、光透過性基材１１を搬送しながら行う場合を例示したが、本発明の配線基材の製造方法はこれに限定されない。本発明の配線基材の製造方法にあっては、静置した光透過性基材に対して配線パターンを形成し、その状態を保ったまま、配線パターンに紫外線を照射して、配線を形成してもよい。

また、この実施形態では、金属板として、アンテナパターン１２を形成した光透過性基材１１を搬送するための搬送台２１を用いた場合を例示したが、本発明の配線基材の製造方法はこれに限定されない。本発明の配線基材の製造方法にあっては、静置した光透過性基材に対して配線パターンを形成し、その状態を保ったまま、配線パターンに紫外線を照射する場合、回折格子を設けることができさえすれば、金属板の種類は限定されない。
また、この実施形態では、アンテナパターン１２が形成された光透過性基材１１が搬送台２１の一方の面２１ａの所定位置まで搬送されてくると、アンテナパターン１２の外縁に沿って、回折格子２２が配置されるような搬送台２１を用いた場合を例示したが、本発明の配線基材の製造方法はこれに限定されない。本発明の配線基材の製造方法にあっては、搬送台などをなす金属板の一方の面全面に回折格子が設けられていてもよい。このようにすれば、金属板の一方の面において、光透過性基材がどこにあっても、光透過性基材の裏面に紫外線の反射光を照射することができる。

さらに、この実施形態では、長手方向に沿う中心線２２ａを境として２つの回折部２２Ａ，２２Ｂに区分された回折格子２２を用いた場合を例示したが、本発明の配線基材の製造方法はこれに限定されない。本発明の配線基材の製造方法にあっては、回折格子は２つの部分に区分されていなくてもよく、隣接する２つの配線パターンのうちのいずれか一方に対して光を反射するように設けられていてもよい。

１１・・・光透過性基材、１２・・・アンテナパターン、２１・・・搬送台、２２・・・回折格子、３１・・・紫外線光源、４１・・・紫外線４１・・・反射光。

Claims (2)

1. 光透過性基材の一面に、印刷により、紫外線硬化型の導電性ペーストからなる配線パターンを形成する工程Ａと、
   前記配線パターンに紫外線を照射し、前記配線パターンを硬化させて、配線を形成する工程Ｂと、を有する配線基材の製造方法であって、
   前記工程Ｂにおいて、前記配線パターンを表面側にして、前記配線パターンが形成された光透過性基材を、金属板の一面に配置し、前記配線パターンの表面側から照射した紫外線の一部を、前記金属板の一面に設けられた回折格子にて反射させて、その反射光を前記配線パターンの裏面側に照射することを特徴とする配線基材の製造方法。
2. 前記回折格子は、前記金属板の一面に、前記配線パターンが形成された光透過性基材を配置した場合、少なくとも前記配線パターンの外縁に配置されるように設けられたことを特徴とする請求項１に記載の配線基材の製造方法。
   

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