JP7261978B2 - 導電デバイス、アンテナ装置、及び導電デバイスの製造方法 - Google Patents

導電デバイス、アンテナ装置、及び導電デバイスの製造方法 Download PDF

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Description

本開示は、一般に、導電デバイス、アンテナ装置、及び導電デバイスの製造方法に関し、より詳細には、基板と導電性部分と備える導電デバイス、導電デバイスを備えるアンテナ装置、及び、基板と導電性部分とを備える導電デバイスの製造方法に関するものである。
従来、導電デバイスとして、例えば、基材(基板)と、該基材上に形成された導電部と、を有する電極であって、導電部が、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、硬化剤、及び金属粒子を含有する導電性組成物からなる、電極が知られている(特許文献1)。
特開2013-164990号公報
基板と、導電性粒子と有機バインダとを含む導電部と、備える導電デバイスにおいては、基板の厚さ方向からの平面視で導電部が所望の領域よりもはみ出していることがあった。
本開示の目的は、導電性部分の形状精度の向上を図ることが可能な導電デバイス、アンテナ装置、及び導電デバイスの製造方法を提供することにある。
本開示に係る一態様の導電デバイスは、基板と、導電性部分と、を備える。前記導電性部分は、前記基板上に形成されている。前記導電性部分は、導電部を有する。前記導電部は、前記基板上に形成されており、導電性粒子と有機バインダとを含む。前記基板は、前記基板の厚さ方向からの平面視で前記導電性部分に重なり前記導電性部分の縁に沿った溝が形成されている。前記基板の前記厚さ方向からの平面視で、前記導電性部分の前記縁と、前記溝の幅方向の一対の開口縁のうち前記導電性部分の前記縁に近い開口縁と、が重なっている。前記導電性部分は、前記溝に入り込んでいる突部を有する。前記導電性部分は、前記導電部の表面に積層されている多孔質金属からなる低抵抗導電層を更に有する。前記導電性部分では、前記低抵抗導電層の幅が前記導電部の幅よりも広く、前記導電性部分の前記縁が前記低抵抗導電層の縁により構成されている。前記導電性部分の前記突部は、前記低抵抗導電層のうち前記溝に入り込んでいる突部により構成されている。
本開示に係る一態様のアンテナ装置は、前記導電デバイスを備える。
本開示に係る一態様の導電デバイスの製造方法は、前記一態様の導電デバイスを製造する方法である。この導電デバイスの製造方法では、前記溝を有する基板を準備する基板準備工程と、前記基板上の前記導電部の形成予定領域に前記導電性粒子と前記有機バインダと溶剤とを含む導電性ペーストを塗布する第1塗布工程と、前記導電性ペーストを加熱して前記導電部を形成する熱硬化工程と、前記導電部の前記表面を覆うように前記低抵抗導電層の形成予定領域に前記低抵抗導電層の元になる導電性インクを塗布する第2塗布工程と、前記導電性インクを乾燥させてから加熱することによって前記導電性インクから前記低抵抗導電層を形成する熱処理工程と、を備える。
本開示の導電デバイス、アンテナ装置、及び導電デバイスの製造方法では、導電性部分の形状精度の向上を図ることが可能となる。
図1は、実施形態1に係る導電デバイスに関し、導電性部分の長手方向に直交する断面図である。 図2は、同上の導電デバイスの一部破断した斜視図である。 図3は、同上の導電デバイスに関し、導電性部分の幅方向に直交する断面図である。 図4は、同上の導電デバイスの製造方法において準備する基板の一部破断した平面図である。 図5Aは、同上の導電デバイスの製造方法において導電性ペーストを塗布する工程の説明図である。図5Bは、同上の導電デバイスの製造方法において導電部を形成する工程の説明図である。 図6は、同上の導電デバイスの製造方法において導電性インクを塗布する工程の説明図である。 図7は、同上の導電デバイスを備えるアンテナ装置の平面図である。 図8は、同上の導電デバイスを備えるフィルムインサート成形品の断面図である。 図9は、同上の導電デバイスを備える無線器の断面図である。 図10は、実施形態1の変形例に係る導電デバイスの平面図である。 図11は、実施形態2に係る導電デバイスに関し、導電性部分の長手方向に直交する断面図である。 図12は、実施形態3に係る導電デバイスに関し、導電性部分の長手方向に直交する断面図である。
下記の実施形態等において説明する図1~12は、模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさや厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。
(実施形態1)
(1)概要
以下では、実施形態1に係る導電デバイス1について図1~4に基づいて説明する。
導電デバイス1は、基板2と、導電性部分3と、を備える。導電性部分3は、基板2上に形成されている。導電性部分3は、基板2の厚さ方向D1において基板2の一部に重なるように形成されている。導電性部分3は、導電部4を有する。また、導電性部分3は、低抵抗導電層5を更に備える。また、導電デバイス1は、保護シート7を更に備える。保護シート7は、導電性部分3を覆うように基板2に積層されている。
(2)導電デバイスの各構成要素
次に、導電デバイス1の各構成要素について、図面を参照して説明する。
(2.1)基板
基板2は、第1主面21及び第1主面21とは反対側の第2主面22を有する。
基板2は、例えば、フレキシブル基板であり、可撓性を有する。基板2の厚さは、例えば、30μm以上200μm以下であり、一例として、50μmである。基板2は、例えば、プラスチックフィルムである。プラスチックフィルムは、ポリエチレンテレフタラートフィルムであるが、これに限らず、例えば、ABSフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリエーテルサルフォンフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリエステルフィルム等であってもよい。基板2は、プラスチックフィルムに限らず、例えば、無機基板であってもよい。無機基板は、例えば、ガラス基板、圧電基板等である。
基板2では、第1主面21に複数の溝20(図4参照)が形成されている。複数の溝20は、例えば、等間隔で並んでいるが、これに限らず、例えば、不等間隔で並んでいてもよい。溝20の深さDP1は、例えば、5μm~10μmである。また、溝20の幅方向の開口幅H1は、例えば、5μm~10μmである。また、隣り合う溝20間の距離L1は、例えば、10μm~30μmである。なお、複数の溝20の長さは、同じあってもよいし、異なっていてもよい。また、複数の溝20は、直線状であるが、これに限らず、例えば、曲線状であってもよいし、環状であってもよい。また、複数の溝20の各々は、溝20の長さ方向に直交する基板2の断面視においてU字状の溝であるが、これに限らず、例えば、基板2の断面視においてV字状の溝であってもよい。
複数の溝20は、基板2の厚さ方向D1からの平面視で導電性部分3に重なり導電性部分3の縁33に沿った溝23(以下、第1溝23ともいう)を含む。第1溝23は、導電性部分3の縁33に沿うように形成されている。第1溝23の形成位置は、例えば、基板2の厚さ方向D1からの平面視で、導電性部分3の縁33と、第1溝23の幅方向D2の一対の開口縁231、232のうち導電性部分3の縁33に近い開口縁231と、が重なるように規定されている。
複数の溝20は、基板2の厚さ方向D1からの平面視で導電性部分3における縁33よりも内側の部分に重なる部位に形成されている複数の溝25(以下、第2溝25ともいう)を含む。第2溝25は、基板2の厚さ方向D1からの平面視で第1溝23と同じ方向に沿っている。ここでは、第2溝25は、例えば、基板2の厚さ方向D1からの平面視で第1溝23と平行である。また、複数の溝20は、基板2の厚さ方向D1からの平面視で導電部4に重なり導電部4の縁43に沿った溝24(以下、第3溝24ともいう)を含む。第3溝24は、複数の第2溝25に含まれている。第3溝24の形成位置は、例えば、基板2の厚さ方向D1からの平面視で、導電部4の縁43の外周と、第3溝24の幅方向の一対の開口縁241、242のうち導電部4の縁43に近い開口縁241と、が重なるように規定されている。
また、複数の溝20は、基板2の厚さ方向D1からの平面視で保護シート7と導電性部分3とのうち保護シート7のみが重なる領域に形成されている複数の凹部26を含む。
なお、導電デバイス1において基板2に複数の溝20が形成されていることは必須ではなく、導電デバイス1では、複数の溝20のうち少なくとも溝23が基板2に形成されていればよい。
基板2は、インプリント法を利用して形成されているが、これに限らず、例えば、成形法により形成されていてもよい。
(2.2)導電性部分
導電性部分3は、基板2上に形成されており、基板2と密着している。導電性部分3は、導電部4と、低抵抗導電層5と、を有している。導電性部分3の形状は、例えば、基板2の厚さ方向D1からの平面視でライン状である。ここにおいて、導電性部分3の形状は、導電性部分3の長さ方向に直交する断面において半円状である。
導電部4は、基板2上に形成されている。導電部4の形状は、例えば、基板2の厚さ方向D1からの平面視で導電性部分3よりも幅狭のライン状である。ここにおいて、導電部4の形状は、導電部4の長さ方向に直交する断面において半円状である。
導電部4は、伸縮性を有する。ここにおいて、導電部4は、例えば、銅はく、めっき層等と比べて伸縮性を有する。導電部4は、導電性ペースト400(図5A参照)を利用して形成されている。導電部4は、導電性粒子410(図3参照)と有機バインダ420(図3参照)とを含む。導電性粒子410は、金属粒子であるが、これに限らず、例えば、金属化合物粒子等であってもよい。導電性ペースト400は、例えば、銀ペーストであるが、これに限らず、例えば、銅ペースト等であってもよい。導電性ペースト400が銀ペーストの場合、導電性粒子410は、例えば、銀粒子である。導電性ペースト400が銅ペーストの場合、導電性粒子410は、銅粒子である。
導電性粒子410の形状は、例えば、鱗片状であるが、これに限らず、例えば、球状であってもよい。導電性粒子410の平均粒径は、例えば、1μm~4μmである。導電性粒子410の平均粒径は、例えば、導電部4を基板2の厚さ方向D1に沿って切断した試料の断面を例えば走査型電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope:SEM)によって観察して断面SEM画像を取得し、その断面SEM画像を画像処理して求めた導電性粒子410の粒径値を用いて算出される値である。「粒径値」は、断面SEM画像から得られる導電性粒子410の面積と同一面積を有する円の直径であり、「平均粒径」は、所定数(例えば、50個)の導電性粒子410の粒径値の平均値である。平均粒径の相対的な大小関係を議論する上では、平均粒径は、上述の平均値に限らず、例えば、個数基準粒度分布曲線から求められるメディアン径(d50)でもよい。個数基準粒度分布曲線は、画像イメージング法により粒度分布を測定することで得られる。具体的には、個数基準粒度分布曲線は、上述のSEM画像を画像処理して求めた導電性粒子410の大きさ(二軸平均径)と個数とから得られる曲線である。個数基準粒度分布曲線においては、積算値が50%のときの粒径値をメディアン径(d50)という。
有機バインダ420としては、例えば、アクリル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン、ポリアクリルニトリル、ポリビニルアセタール、ポリアミド、ポリイミド、ジアクリルフタレート樹脂、セルロース系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、その他の熱可塑性樹脂、又は、これらの樹脂を構成する単量体の2種以上の共重合体である。
低抵抗導電層5は、例えば、導電部4の表面41の全部に積層されている。導電部4の表面41は、導電部4において基板2に接していない面である。低抵抗導電層5の形状は、例えば、基板2の厚さ方向D1からの平面視で導電部4よりも幅広のライン状である。ここにおいて、低抵抗導電層5の形状は、低抵抗導電層5の長さ方向に直交する断面において円弧状である。
低抵抗導電層5は、導電性インク500(図6A参照)を利用して形成されている。低抵抗導電層5は、複数の導電性ナノ粒子を含む焼結金属層である。焼結金属層は、導電性ナノ粒子同士が焼結により結合された焼結体である。焼結金属層は、多孔質金属である。したがって、低抵抗導電層5は、銅はく、めっき層等と比べて伸縮性を有する。
導電性ナノ粒子の形状は、例えば、球状である。導電性ナノ粒子の平均粒径は、導電性粒子410の平均粒径よりも小さい。導電性ナノ粒子の平均粒径は、例えば、10nm~300nmである。導電性ナノ粒子の平均粒径は、例えば、低抵抗導電層5を基板2の厚さ方向D1に沿って切断した試料の断面を例えば透過型電子顕微鏡(Transmission Electron Microscope:TEM)によって観察して断面TEM画像を取得し、その断面TEM画像を画像処理して求めた導電性ナノ粒子の粒径値を用いて算出される値である。「粒径値」は、断面TEM画像から得られる導電性ナノ粒子の面積と同一面積を有する円の直径であり、「平均粒径」は、所定数(例えば、50個)の導電性ナノ粒子の粒径値の平均値である。平均粒径の相対的な大小関係を議論する上では、平均粒径は、上述の平均値に限らず、例えば、個数基準粒度分布曲線から求められるメディアン径(d50)でもよい。個数基準粒度分布曲線は、画像イメージング法により粒度分布を測定することで得られる。具体的には、個数基準粒度分布曲線は、上述のTEM画像を画像処理して求めた導電性ナノ粒子の大きさ(二軸平均径)と個数とから得られる曲線である。個数基準粒度分布曲線においては、積算値が50%のときの粒径値をメディアン径(d50)という。
低抵抗導電層5では、導電性ナノ粒子が、例えば、銀ナノ粒子であり、焼結金属層が、例えば、焼結銀層(多孔質銀層)である。
導電デバイス1では、基板2の厚さ方向D1からの平面視で、導電性部分3の縁33と、溝23の幅方向D2の一対の開口縁231、232のうち導電性部分3の縁33に近い開口縁231と、が重なっている。導電性部分3は、溝23に入り込んでいる突部32を有する。突部32は、溝23の内面に接している。突部32は、対応する溝23の内面における底面及び一対の内側面それぞれの全体に亘って接しているのが好ましい。導電性部分3の縁33は、低抵抗導電層5の縁53により構成されている。導電性部分3の突部32は、低抵抗導電層5のうち溝23に入り込んでいる突部52により構成されている。
また、導電デバイス1では、基板2の厚さ方向D1からの平面視で、導電部4の縁43と、溝24の幅方向の一対の開口縁241、242のうち導電部4の縁43に近い開口縁241と、が重なっている。導電部4は、溝24に入り込んでいる突部34を有する。突部34は、溝24の内面に接している。突部34は、対応する溝24の内面における底面及び一対の内側面それぞれの全体に亘って接しているのが好ましい。
また、導電性部分3は、導電性部分3の突部32(以下、第1突部32ともいう)とは別に、基板2の複数の第2溝25のうち第3溝24以外の第2溝25に入り込んでいる第2突部35を更に有する。第2突部35は、第2溝25の内面に接している。第2突部35は、対応する第2溝25の内面における底面及び一対の内側面それぞれの全体に亘って接しているのが好ましい。
(2.3)保護シート
保護シート7は、導電性部分3を保護するためのシートである。ここにおいて、保護シート7は、ガスバリア性及び耐湿性を有するのが好ましい。保護シート7は、撥水性を有していてもよい。
保護シート7は、基板2に積層されており、導電性部分3を覆っている。ここにおいて、保護シート7は、基板2の第1主面21側において、基板2及び導電性部分3を覆っている。保護シート7は、基板2側とは反対側の主面71を有する。保護シート7は、例えば、可撓性を有する。保護シート7の厚さは、例えば、30μm以上200μm以下であり、一例として、50μmである。保護シート7は、例えば、プラスチックフィルムである。プラスチックフィルムは、ポリエチレンテレフタラートフィルムであるが、これに限らず、例えば、ABSフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリエーテルサルフォンフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリエステルフィルム等であってもよい。
保護シート7は、基板2にラミネートされている。保護シート7は、複数の凹部26に一対一に入り込んでいる複数の突部76を有する。複数の突部76の各々は、複数の凹部26のうち対応する凹部26の内面に接している。複数の突部76の各々は、複数の凹部26のうち対応する凹部26の内面における底面及び一対の内側面それぞれの全体に亘って接しているのが好ましい。
(3)導電デバイスの製造方法
以下、導電デバイス1の製造方法について、図4、5A、5B及び6を参照して説明する。
導電デバイス1の製造方法では、例えば、以下の第1工程~第5工程を順次行う。
第1工程では、図4に示すように、複数の溝20を有する基板2を準備する。ここにおいて、複数の溝20は、第1溝23、複数の第2溝25及び複数の凹部26を含んでいるが、少なくとも第1溝23を含んでいればよい。実施形態1に係る導電デバイスの製造方法では、第1工程が、溝23を有する基板2を準備する基板準備工程を構成している。
第2工程では、図5Aに示すように、基板2上の導電部4の形成予定領域に導電性粒子410と有機バインダ420と溶剤とを含む導電性ペースト400を塗布する。実施形態1に係る導電デバイス1の製造方法では、第2工程が、基板2上の導電部4の形成予定領域に導電性粒子410と有機バインダ420と溶剤とを含む導電性ペースト400を塗布する塗布工程(第1塗布工程)を構成している。導電性ペースト400としては、例えば、複数の導電性粒子410を含む粉末に有機バインダ420および有機溶剤を混合させたペーストを用いる。第2工程では、例えば、ディスペンサシステム(dispenser system)等を利用して導電性ペースト400を塗布する。ディスペンサシステムは、基板2を保持するテーブル、ディスペンサヘッド441(図5A参照)と、ディスペンサヘッド441に保持され導電性ペースト400を吐出するノズル442(図5A参照)と、を備える。図5Aでは、ライン状の導電部4を形成するためにディスペンサヘッド441を基板2上に導電部4の形成予定領域に沿って移動させつつ、ノズル442から導電性ペースト400を吐出させて塗布する様子を模式的に示してある。
図5Aの例では、ディスペンサヘッド441の吐出速度を変化させることにより、単位時間当たりの導電性ペーストの滴下量(塗布量)を変化させることができ、滴下量とディスペンサヘッド441の移動速度を変えることにより、単位面積当たりに塗布する導電性ペースト400の量を制御することができ、導電性ペースト400を導電部4の形状に基づく塗布形状とすることが可能となる。ここにおいて、ディスペンサシステムは、ディスペンサヘッド441を移動させるロボットからなる移動機構と、テーブルから基板2の第1主面21及びノズル442それぞれまでの高さを測定するセンサ部と、移動機構及びノズル442からの導電性ペースト400の吐出速度を制御するコントローラと、を備えているのが好ましい。コントローラは、例えば、マイクロコンピュータに適宜のプログラムを搭載することにより実現することができる。コントローラは、例えば、CAD(Computer Aided Design)で設計された導電部4の設計形状における平面視での所定パターンのデータに基づいてディスペンサヘッド441を移動させる。
また、導電性ペースト400の塗布形状は、例えば、導電性ペースト400の粘度、チクソ性等を調整することで制御することも可能である。また、導電性ペースト400の塗布形状は、例えば、導電性ペースト400の粘度等を調整することで制御することも可能である。導電部4の表面41の曲率は、導電性ペースト400の粘度、表面張力等によって調整可能である。曲率を大きくすることは、例えば、導電性ペースト400の粘度を高くしたり、表面張力を大きくしたりすることで実現可能となる。ディスペンサシステムは、塗布前の導電性ペースト400の粘度が所望の粘度になるように導電性ペースト400を加熱するヒータを備えていてもよい。
第3工程では、導電性ペースト400を加熱して導電部4を形成する(図5B参照)。実施形態1に係る導電デバイスの製造方法では、第3工程が、導電性ペースト400を加熱して導電部4を形成する熱硬化工程を構成している。
第4工程では、導電性ナノ粒子を含む導電性インク500(図6参照)を導電部4の表面41を覆うように塗布する。実施形態1に係る導電デバイス1の製造方法では、第4工程が、低抵抗導電層5の形成予定領域に低抵抗導電層5の元になる導電性インク500を塗布する第2塗布工程を構成している。導電性インク500は、導電性ナノ粒子(例えば、銀ナノ粒子)と揮発性のバインダと溶剤とを含むインクである。第4工程では、ディスペンサシステム等を利用して導電性インク500を塗布する。第4工程で用いるディスペンサシステムは、第2工程で用いるディスペンサシステムと略同じ構成であり、ディスペンサヘッド441の代わりに、ディスペンサヘッド551を備え、導電性ペースト400を吐出するノズル442の代わりに、導電性インク500を吐出するノズル552を備える点で相違する。第4工程で用いるディスペンサシステムにおけるコントローラは、例えば、CADで設計された低抵抗導電層5の設計形状における平面視での所定パターンのデータに基づいてディスペンサヘッド551を移動させる。導電性インク500の粘度は、導電性ペースト400の粘度よりも小さい。なお、粘度の値は、例えば、円錐平板型回転粘度計を用いて常温下で測定した値を採用することができる。
第5工程では、導電性インク500を乾燥させてから加熱することによって低抵抗導電層5(図2参照)を形成する。第5工程では、隣り合う導電性ナノ粒子同士を金属結合させる。実施形態1に係る導電デバイス1の製造方法では、第5工程が、導電性インク500から低抵抗導電層5を形成する熱処理工程を構成している。
(4)導電デバイスの応用例
導電デバイス1は、導電機能を有する構成要素として導電性部分3を備えるデバイスである。
以下では、導電デバイス1の応用例として、図7に示すように導電デバイス1を備えるアンテナ装置100を例示する。
アンテナ装置100は、誘電体基板102と、誘電体基板102上で一方向に並んでいる2つの放射導体103と、を備えるダイポールアンテナである。2つの放射導体103は、上記一方向において給電部106の両側に1つずつ配置されている。2つの放射導体103の各々は、メアンダ状である。アンテナ装置100の誘電体基板102は、導電デバイス1の基板2により構成されている。2つの放射導体103の各々は、導電デバイス1の導電性部分3により構成されている。図7では、保護シート7の図示を省略してある。
導電デバイス1は、保護シート7を備えずに、図8に示すように、フィルムインサート成形品8におけるフィルム81を構成してもよい。フィルムインサート成形品8は、フィルム81と、樹脂構造体80と、備える。フィルムインサート成形品8では、フィルム81が樹脂構造体80にフィルムインサート成形されている。
アンテナ装置100は、例えば、図9に示すように、無線器800に用いられる。無線器800は、ハウジング801を備える。ハウジング801は、導電デバイス1を備えるアンテナ装置100をフィルムとしたフィルムインサート成形品である。ここにおいて、導電デバイス1は、保護シート7を備えずにハウジング801にフィルムインサート成形されている。また、無線器800は、ハウジング801内に収納されている無線通信モジュール810を備える。無線通信モジュール810は、アンテナ装置100を介して無線器800の外部の機器との間で無線通信を行う。無線通信モジュール810は、例えば、プリント配線基板と、プリント配線基板に実装され、プリント配線基板とともに無線通信回路を構成する複数の電子部品と、を含む。
(5)効果
実施形態1に係る導電デバイス1及びそれを備えるアンテナ装置100では、導電性部分3の形状精度の向上を図ることが可能となる。ここにおいて、導電性部分3の形状精度は、導電性部分3の設計形状における平面視での所定パターンに対する導電性部分3の形状精度を含む。導電デバイス1では、導電性部分3の縁33が所定パターンの縁から外側又は内側に位置していないほど導電性部分3の形状精度が高い。
また、導電デバイス1を備えるフィルムインサート成形品8では、導電性部分3が伸縮性を有するので、フィルムインサート成形の際に導電性部分3が破断するのを抑制することが可能となる。
また、実施形態1に係る導電デバイス1の製造方法では、導電性部分3の形状精度の向上を図ることが可能となる。また、実施形態1に係る導電デバイス1の製造方法では、導電性部分3の形状の再現性を向上させることが可能となり、導電デバイス1の特性のばらつきを低減することが可能となる。
また、実施形態1に係る導電デバイス1を備えるアンテナ装置100では、アンテナ特性の向上を図れる。ここにおいて、アンテナ装置100では、各放射導体103が低抵抗導電層5を含む導電性部分3により構成されているので、導電性部分3が導電部4のみにより構成されている場合と比べて、低抵抗化を図れるとともに、導電性部分3の表皮効果による伝送損失を低減できる。図3には、導電デバイス1の導電性部分3を高周波信号が伝わる場合の高周波信号の伝送経路を矢印F1で模式的に示してある。導電デバイス1と略同じ構成を有し低抵抗導電層5を備えていない比較例では、表皮効果によって、導電部4の表面41付近で導電部4の長さ方向に並んでいる複数の導電性粒子410の表面に沿って高周波信号が伝送される。このため、比較例では導電部4の表面41の凹凸に起因して伝送損失が大きくなるのに対し、低抵抗導電層5を備えた導電デバイス1では、表皮効果によって、低抵抗導電層5に沿って高周波信号が伝送されるので、伝送損失が小さくなる。
(6)変形例
以下、実施形態1の変形例に係る導電デバイス1aについて、図10に基づいて説明する。
変形例に係る導電デバイス1aは、実施形態1に係る導電デバイス1と略同じであり、導電性部分3を複数備えている。変形例に係る導電デバイス1bに関し、実施形態1に係る導電デバイス1と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
変形例に係る導電デバイス1aは、例えば、プリント配線板の代わりの配線装置として用いることができる。変形例に係る導電デバイス1aでは、例えば、複数の導電性部分3の各々が、配線部を構成している。
変形例に係る導電デバイス1aでは、複数の導電性部分3の各々が、基板2の厚さ方向D1(図1参照)からの平面視で基板2の複数の溝20のうち少なくとも4つの溝20に重複するように形成されている。
変形例に係る導電デバイス1aでは、実施形態1に係る導電デバイス1と同様、導電性部分3の形状精度の向上を図ることが可能となる。これにより、複数の導電性部分3の各々により構成される複数の配線部の配線幅の精度を向上させることができる。
(実施形態2)
以下、実施形態2に係る導電デバイス1bについて、図11に基づいて説明する。
実施形態2に係る導電デバイス1bは、実施形態1に係る導電デバイス1と略同じであり、導電性部分3の代わりに導電性部分3bを備える点で、実施形態1に係る導電デバイス1と相違する。実施形態2に係る導電デバイス1bに関し、実施形態1に係る導電デバイス1と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
実施形態2に係る導電デバイス1bの導電性部分3bは、実施形態1に係る導電デバイス1の導電性部分3における導電部4と低抵抗導電層5とのうち導電部4のみで構成されている。
導電デバイス1bでは、基板2の厚さ方向D1からの平面視で、導電性部分3bの縁33bと、溝23bの幅方向D2の一対の開口縁231b、232bのうち導電性部分3bの縁33bに近い開口縁231bと、が重なっている。導電性部分3bは、溝23bに入り込んでいる突部32bを有する。突部32bは、溝23bの内面に接している。突部32bは、対応する溝23bの内面における底面及び一対の内側面それぞれの全体に亘って接しているのが好ましい。
突部32bは、導電部4の突部34により構成されている。
実施形態2に係る導電デバイス1bの製造方法は、実施形態1に係る導電デバイス1の製造方法と略同じであって、第4工程及び第5工程を備えていない点で実施形態1に係る導電デバイス1の製造方法と相違する。
実施形態2に係る導電デバイス1bは、実施形態1に係る導電デバイス1と同様、導電性部分3の形状精度の向上を図ることが可能となる。
実施形態2に係る導電デバイス1bは、例えば、配線装置として用いることができる。
(実施形態3)
以下、実施形態3に係る導電デバイス1cについて、図12に基づいて説明する。
実施形態3に係る導電デバイス1cは、実施形態2に係る導電デバイス1bと略同じであり、絶縁層6を更に備える点で、実施形態2に係る導電デバイス1bと相違する。実施形態3に係る導電デバイス1cに関し、実施形態2に係る導電デバイス1bと同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
絶縁層6は、基板2上に形成されている。絶縁層6は、基板2の厚さ方向D1からの平面視で導電性部分3bの縁33bの外側に位置している。絶縁層6の材料は、基板2の材料とは異なる。絶縁層6の材料は、例えば、アクリル系ポリマー等である。ここにおいて、絶縁層6の材料は、基板2の材料と比べて導電性ペースト400に対する濡れ性の低い材料である。絶縁層6の材料は、基板2と比べて接触角が大きい。また、絶縁層6は、撥水性を有する。
実施形態3に係る導電デバイス1cでは、基板2の厚さ方向D1からの平面視で絶縁層6と導電性部分3bとが接している。
実施形態3に係る導電デバイス1cの製造方法は、実施形態2に係る導電デバイス1bの製造方法と略同じであって、基板2上に導電性ペースト400を塗布する前に、基板2上に絶縁層6を形成する絶縁層形成工程を更に備える点で実施形態2に係る導電デバイス1bの製造方法と相違する。
実施形態3に係る導電デバイス1cは、実施形態2に係る導電デバイス1bと比べて、導電性部分3bの形状精度の更なる向上を図ることが可能となる。
上記の実施形態は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。上記の実施形態は、本発明の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
例えば、導電デバイス1の製造方法において、導電性ペースト400を塗布する方法は、ディスペンサシステムを用いた方法に限らず、例えば、スクリーン印刷法等であってもよい。
また、導電デバイス1の製造方法において、導電性インク500を塗布する方法は、ディスペンサシステムを用いた方法に限らず、例えば、スクリーン印刷法等であってもよい。
また、アンテナ装置100における放射導体103の形状は、メアンダ状に限定されず、他の形状であってもよい。また、アンテナ装置100は、ダイポールアンテナに限らず、他のアンテナであってもよい。
また、実施形態1に係る導電デバイス1において、実施形態3に係る導電デバイス1cの絶縁層6が設けられていてもよい。
(まとめ)
第1の態様に係る導電デバイス(1;1a;1b;1c)は、基板(2)と、導電性部分(3;3b)と、を備える。導電性部分(3;3b)は、基板(2)上に形成されている。導電性部分(3;3b)は、導電部(4)を有する。導電部(4)は、基板(2)上に形成されており、導電性粒子(410)と有機バインダ(420)とを含む。基板(2)は、基板(2)の厚さ方向(D1)からの平面視で導電性部分(3;3b)に重なり導電性部分(3;3b)の縁(33;33b)に沿った溝(23;23b)が形成されている。基板(2)の厚さ方向(D1)からの平面視で、導電性部分(3;3b)の縁(33;33b)と、溝(23;23b)の幅方向(D2)の一対の開口縁(231;231b,232;232b)のうち導電性部分(3;3b)の縁(33;33b)に近い開口縁(231;231b)と、が重なっている。導電性部分(3;3b)は、溝(23;23b)に入り込んでいる突部(32;32b)を有する。
第1の態様に係る導電デバイス(1;1a;1b;1c)では、導電性部分(3;3b)の形状精度の向上を図ることが可能となる。
第2の態様に係る導電デバイス(1;1a;1b;1c)は、第1の態様において、絶縁層(6)を更に備える。絶縁層(6)は、基板(2)上に形成されており、基板(2)の厚さ方向(D1)からの平面視で導電性部分(3;3b)の縁(33;33b)の外側に位置している。絶縁層(6)の材料は、基板(2)の材料とは異なる。
第2の態様に係る導電デバイス(1;1a;1b;1c)では、導電性部分(3;3b)の形状精度の更なる向上を図ることが可能となる。
第3の態様に係る導電デバイス(1;1a;1b;1c)では、第1又は2の態様において、基板(2)は、フレキシブル基板である。
第3の態様に係る導電デバイス(1;1a;1b;1c)では、平面に限らず、曲面又は凹凸形状を有する面等へ配置することも可能となる。
第4の態様に係る導電デバイス(1;1a;1b;1c)は、第1~3の態様のいずれか一つにおいて、保護シート(7)を更に備える。保護シート(7)は、基板(2)に積層されており、導電性部分(3;3b)を覆っている。
第4の態様に係る導電デバイス(1;1a;1b;1c)では、信頼性の向上を図れる。
第5の態様に係る導電デバイス(1;1a;1b;1c)では、第4の態様において、基板(2)は、厚さ方向(D1)からの平面視で保護シート(7)と導電性部分(3;3b)とのうち保護シート(7)のみが重なる領域に複数の凹部(26)が形成されている。保護シート(7)は、複数の凹部(26)に一対一に入り込んでいる複数の突部(76)を有する。
第5の態様に係る導電デバイス(1;1a;1b;1c)では、保護シート(7)と基板(2)との密着性の向上を図れる。
第6の態様に係る導電デバイス(1;1a;1b;1c)では、第1~5の態様のいずれか一つにおいて、基板(2)は、基板(2)の厚さ方向(D1)からの平面視で導電性部分(3;3b)における縁(33;33b)よりも内側の部分に重なる部位に、溝(23;23b)からなる第1溝とは異なる第2溝(25)が形成されている。導電性部分(3;3b)は、突部(32;32b)からなる第1突部とは別に、第2溝(25)に入り込んでいる第2突部(35)を有する。
第6の態様に係る導電デバイス(1;1a;1b;1c)では、導電性部分(3;3b)と基板(2)との密着性の更なる向上を図れる。
第7の態様に係る導電デバイス(1;1a;1b;1c)では、第6の態様において、第2溝(25)は、基板(2)の厚さ方向(D1)からの平面視で第1溝(23;23b)と同じ方向に沿っている。
第8の態様に係る導電デバイス(1;1a;1b;1c)は、第1~7の態様のいずれか一つにおいて、導電性部分(3;3b)を複数備える。
第8の態様に係る導電デバイス(1;1a;1b;1c)では、複数の導電性部分(3;3b)の形状精度を向上させることが可能となる。
第9の態様に係るアンテナ装置(100)は、第1~8の態様のいずれか一つの導電デバイス(1;1a;1b;1c)を備える。
第9の態様に係るアンテナ装置(100)では、導電性部分(3;3b)の形状精度の向上を図ることが可能となる。
第10の態様に係る導電デバイス(1;1a;1b;1c)の製造方法は、第1~8のいずれか一項に記載の導電デバイス(1)の製造方法であって、溝(23;23b)を有する基板(2)を準備する基板準備工程と、基板(2)上の導電部(4)の形成予定領域に導電性粒子(410)と有機バインダ(420)と溶剤とを含む導電性ペースト(400)を塗布する塗布工程と、導電性ペースト(400)を加熱して導電部(4)を形成する熱硬化工程と、を備える。
第10の態様に係る導電デバイス(1;1a;1b;1c)の製造方法では、導電性部分(3;3b)の形状精度の向上を図ることが可能となる。
1、1a、1b、1c 導電デバイス
2 基板
23、23b 溝(第1溝)
25 第2溝
26 凹部
231、231b 開口縁
232、232b 開口縁
3、3b 導電性部分
32、32b 突部(第1突部)
33、33b 縁
35 第2突部
4 導電部
41 表面
400 導電性ペースト
410 導電性粒子
420 有機バインダ
5 低抵抗導電層
500 導電性インク
6 絶縁層
7 保護シート
76 突部
100 アンテナ装置
800 無線器
801 ハウジング
D1 厚さ方向
D2 幅方向

Claims (10)

  1. 基板と、
    前記基板上に形成されている導電性部分と、を備え、
    前記導電性部分は、
    前記基板上に形成されており、導電性粒子と有機バインダとを含む導電部を有し、
    前記基板は、前記基板の厚さ方向からの平面視で前記導電性部分に重なり前記導電性部分の縁に沿った溝が形成されており、
    前記基板の前記厚さ方向からの平面視で、前記導電性部分の前記縁と、前記溝の幅方向の一対の開口縁のうち前記導電性部分の前記縁に近い開口縁と、が重なっており、
    前記導電性部分は、前記溝に入り込んでいる突部を有し、
    前記導電性部分は、前記導電部の表面に積層されている多孔質金属からなる低抵抗導電層を更に有し、
    前記導電性部分では、
    前記低抵抗導電層の幅が前記導電部の幅よりも広く、前記導電性部分の前記縁が前記低抵抗導電層の縁により構成されており、
    前記導電性部分の前記突部は、前記低抵抗導電層のうち前記溝に入り込んでいる突部により構成されている、
    導電デバイス。
  2. 前記基板上に形成されており、前記基板の前記厚さ方向からの平面視で前記導電性部分の前記縁の外側に位置している絶縁層を更に備え、
    前記絶縁層の材料は、前記基板の材料とは異なる、
    請求項1に記載の導電デバイス。
  3. 前記基板は、フレキシブル基板である、
    請求項1又は2に記載の導電デバイス。
  4. 前記基板に積層されており、前記導電性部分を覆っている保護シートを更に備える、
    請求項1~3のいずれか一項に記載の導電デバイス。
  5. 前記基板は、前記厚さ方向からの平面視で前記保護シートと前記導電性部分とのうち前記保護シートのみが重なる領域に複数の凹部が形成されており、
    前記保護シートは、前記複数の凹部に一対一に入り込んでいる複数の突部を有する、
    請求項4に記載の導電デバイス。
  6. 前記基板は、前記厚さ方向からの平面視で前記導電性部分における前記縁よりも内側の部分に重なる部位に、前記溝からなる第1溝とは異なる第2溝が形成されており、
    前記導電性部分は、前記突部からなる第1突部とは別に、前記第2溝に入り込んでいる第2突部を有する、
    請求項1~5のいずれか一項に記載の導電デバイス。
  7. 前記第2溝は、前記基板の前記厚さ方向からの平面視で前記第1溝と同じ方向に沿っている、
    請求項6に記載の導電デバイス。
  8. 前記導電性部分を複数備える、
    請求項1~7のいずれか一項に記載の導電デバイス。
  9. 請求項1~8のいずれか一項に記載の導電デバイスを備える、
    アンテナ装置。
  10. 請求項1~8のいずれか一項に記載の導電デバイスの製造方法であって、
    前記溝を有する基板を準備する基板準備工程と、
    前記基板上の前記導電部の形成予定領域に前記導電性粒子と前記有機バインダと溶剤とを含む導電性ペーストを塗布する第1塗布工程と、
    前記導電性ペーストを加熱して前記導電部を形成する熱硬化工程と
    前記導電部の前記表面を覆うように前記低抵抗導電層の形成予定領域に前記低抵抗導電層の元になる導電性インクを塗布する第2塗布工程と、
    前記導電性インクを乾燥させてから加熱することによって前記導電性インクから前記低抵抗導電層を形成する熱処理工程と、を備える、
    導電デバイスの製造方法。
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