KR20070116592A

KR20070116592A - 평면 안테나 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20070116592A
Application number: KR1020077019812A
Authority: KR
Inventors: 키요히코 이토; 켄타로 모리
Original assignee: 도레이 가부시끼가이샤
Priority date: 2005-03-25
Filing date: 2006-03-22
Publication date: 2007-12-10
Also published as: EP1879254A1; US20090219212A1; US8026851B2; WO2006103981A1; TW200642166A; CN101147295B; CN101147295A; CA2602260A1; TWI397210B; KR101189636B1; JPWO2006103981A1; JP4905134B2; EP1879254A4

Abstract

본 발명은 수지 필름 상에 안테나부 및 접속단자부로 이루어진 회로 패턴을 갖고, 상기 회로 패턴은 금속층과 상기 금속층의 접속단자부의 표층에 형성된 열융착성의 도전성층을 갖고 있는 평면 안테나를 제공한다.

본 발명의 평면 안테나는 수지 필름 상에 금속층으로 이루어진 회로 패턴을 형성하고, 또한 상기 회로 패턴의 접속단자부에 열융착성의 도전성층을 형성한 후, 불요부분을 에칭으로 제거함으로써 얻어진다.

평면 안테나

Description

평면 안테나 및 그 제조방법{PLANAR ANTENNA AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME}

본 발명은 IC태그용 안테나, 비접촉형 IC카드용 안테나로서 바람직하게 사용하는 것이 가능한 평면 안테나 및 그 제조방법에 관한 것이다.

최근, 리더/라이터가 발신한 전자파 신호의 송수신을 비접촉으로 행하는 비접촉식 IC카드나 IC태그가 개발되어 실용화되어 왔다. 이러한 비접촉식 IC카드나 IC태그의 안테나 패턴(회로 패턴)을 형성한 평면 안테나에 대해서는, A)수지 필름과 접합시킨 동박이나 알루미늄박 등을 에칭에 의해 회로 패턴 형성한 것(예를 들면, 특허문헌 1), B)수지 필름 또는 수지 시트 상에 도전성 도료를 소정 형상으로 인쇄하여 회로 패턴을 형성한 것(예를 들면, 특허문헌 2), C)수지 필름 또는 수지 시트 상에 도전성 도료를 소정 형상으로 인쇄하여 회로 패턴을 형성한 후, 금속도금한 것(예를 들면, 특허문헌 3), D)동박이나 알루미늄박을 적층한 수지 필름으로부터 안테나 회로 패턴을 뽑아 절단하여 뽑아낸 회로 패턴을 형성한 것(예를 들면, 특허문헌 4) 등이 있다.

그렇지만, 상기 A)의 경우는 수지 필름과 접합시킨 동박, 알루미늄박 등에 포토레지스트 등으로 회로 패턴을 형성한 후, 불요 부분을 에칭으로 제거할 필요가 있다. 특히, 전자부품의 단자부분과 안테나를 전기적으로 접속시키기 위해서 회로 패턴을 형성한 레지스트층은 그 전부 또는 일부를 제거하지 않으면 안되어 저비용화가 어렵다. 또한, 상기 B), C)와 같이 도전성 도료를 인쇄하여 회로 패턴을 형성하는 것은 전기 저항이 높아지기 쉽다. 저저항화하기 위해서 도포두께를 증대시킬 수도 있지만, 이렇게 하면 회로 패턴을 굴곡시켰을 때에 크랙이 생겨서 안테나로서의 통신특성이 불안정해지기 쉽다. 또한 상기 C)와 같이 도전성 도료로 인쇄한 후 금속 도금하여 회로 패턴을 형성한 것은, 미세한 선폭 부분에서의 금속 도금층의 밀착성이 뒤떨어져서, 반송 공정에서 회로 패턴이 미끄러져서 떨어지기 쉽고, 또한 금속 도금 공정에서의 비용증가를 피할 수 없다. 그리고 상기 D)의 경우는, 회로 패턴의 선폭 정밀도를 높이는 것이 어렵다고 하는 문제가 있다.

한편, 회로 패턴과 IC칩 등의 전자부품의 전기적 접속에 대해서는, 회로 패턴의 접속단자부에 이방성 도전접착제층 또는 금속 와이어를 형성하고, 그 위에 IC칩 등의 전자부품을 직접 배치한 비접촉식 IC카드나 IC태그가 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 5~8).

그렇지만, 회로 패턴을 구성하는 도체로서는 저렴한 알루미늄을 이용하는 경우가 많고, 이 경우 알루미늄의 표면에 산화 피막이 형성되기 쉽기 때문에, 회로의 접속단자부에 이방성 도전성 접착제를 통해서 전자부품을 접속해도 이방성 도전성 접착제와 알루미늄의 밀착성이 저하하여 전기 저항값이 증대하기 쉽다고 하는 문제가 있다. 특히, 평면 안테나는 평면 안테나로서의 성능열화의 유무를 확인하기 위해서 IC태그가 사용되는 환경을 상정하여 온도 40℃, 습도 90%RH의 고온·고습도하 에서 2주간 보관하는 혹독한 가속시험에 제공되는 경우가 있지만, 이것을 행함으로써 알루미늄 표면의 산화 피막이 더욱 증대하여 접속 저항이 커지고, 경우에 따라서는 리더/라이터와의 통신이 불안정해지기 쉽다고 하는 문제가 있다.

특허문헌 1: 일본특허공개 2003-37348호 공보(특허청구의 범위)

특허문헌 2: 일본특허공개 2004-180217호 공보(특허청구의 범위)

특허문헌 3: 일본특허공개 2004-529499호 공보(특허청구의 범위)

특허문헌 4: 일본특허공개 2003-37427호 공보(특허청구의 범위)

특허문헌 5: 일본특허공개 평8-310172호 공보(특허청구의 범위)

특허문헌 6: 일본특허 제2818392호 공보(특허청구의 범위)

특허문헌 7: 일본특허공개 2000-113144호 공보(특허청구의 범위)

특허문헌 8: 일본특허공개 2002-42098호 공보(특허청구의 범위)

본 발명은 저렴하게 저저항인 회로를 갖고, 또한 IC칩 등의 전자부품과의 전기적 접속의 신뢰성이 뛰어난 평면 안테나 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 이하의 (1)~(14)의 구성으로 이루어진다.

(1) 수지 필름 상에 안테나부 및 접속단자부로 이루어진 회로 패턴을 갖고, 상기 회로 패턴은 금속층과 상기 금속층의 접속단자부의 표층에 형성된 열융착성의 도전성층을 구비하고 있는 평면 안테나.

(2) 상기 금속층의 안테나부의 표층에 상기 안테나부의 보호층을 구비하고 있는 상기 (1)에 기재된 평면 안테나.

(3) 상기 금속층의 표면 저항값이 0.5~200mΩ/□인 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 평면 안테나.

(4) 상기 금속층이 실질적으로 알루미늄으로 이루어진 상기 (1)~(3) 중 어느 하나에 기재된 평면 안테나.

(5) 상기 금속층이 금속증착층인 상기 (1)~(4) 중 어느 하나에 기재된 평면 안테나.

(6) 상기 도전성층이 도전성 입자 또는 도전성 섬유를 포함하는 수지층인 상기 (1)~(5) 중 어느 하나에 기재된 평면 안테나.

(7) 상기 수지층이 에폭시 수지, 상기 에폭시 수지의 경화제 및 고무를 함유하고 있는 상기 (6)에 기재된 평면 안테나.

(8) 상기 고무가 주쇄에 불포화 탄소결합을 갖는 고무인 상기 (7)에 기재된 평면 안테나.

(9) 상기 도전성층의 두께가 1~50㎛인 상기 (1)~(8) 중 어느 하나에 기재된 평면 안테나.

(10) 수지 필름 상에 안테나부 및 접속단자부로 이루어진 회로 패턴을 구성하는 금속층을 형성하는 공정 A, 금속층의 안테나부를 구성하는 부분 상에 상기 안테나부의 보호층을 형성하는 공정 B, 금속층의 접속단자부를 구성하는 부분 상에 열융착성의 도전성층을 형성하는 공정 C, 및 공정 B 및 공정 C의 후에 금속층의 회로 패턴을 구성하지 않은 부분을 에칭으로 제거하는 공정 D를 포함하는 평면 안테나의 제조방법.

(11) 상기 공정 A에서 두께가 0.2~50㎛인 금속층을 형성하는 상기 (10)에 기재된 평면 안테나의 제조방법.

(12) 상기 공정 A에서 증착에 의해 수지 필름 상에 금속층을 형성한 필름을 사용하여 회로 패턴을 형성하는 상기(10) 또는 (11)에 기재된 평면 안테나의 제조방법.

(13) 상기 공정 A에서 실질적으로 알루미늄으로 이루어진 금속층을 형성하는 상기 (10)~(12) 중 어느 하나에 기재된 평면 안테나의 제조방법.

(14) 상기 공정 B에서 내알칼리성의 보호층을 형성함과 아울러 상기 공정 C에서 내알칼리성의 도전성층을 형성하고, 또한 상기 공정 D에서 알칼리액을 사용하여 에칭을 행하는 상기 (13)에 기재된 평면 안테나의 제조방법.

여기서, 본 발명에 있어서의 평면 안테나는 필름 또는 시트형상의 안테나이고, 감겨진 선코일 안테나와는 구별되는 것이다. 단, 본 발명의 평면 안테나는 인레이(인렛)나 IC태그로서 사용하는 경우에는 절곡시켜서 사용하는 경우도 있다.

회로 패턴이란, 안테나부 및 접속단자부로 이루어진 것이다. 접속단자부란, 평면 안테나와 IC칩이나 IC스트랩 등의 전자부품의 접속단자를 전기적으로 접속하기 위한 도전가능한 부분이다. 한편, 안테나부란, 회로 패턴의 접속단자부 이외의 부분으로, 수지 필름 상에 형성한 평면 안테나 중에서 리더라이터 등의 송수신기로부터의 전파 또는 자장에 의한 전자 유도의 송수신에 관련된 부분이다.

본 발명의 평면 안테나는 회로 패턴을 구성하는 금속층의 접속단자부의 표층에 열융착성의 도전성층을 갖고 있기 때문에, 종래의 와이어 본딩이나 이방성 도전 시트(ACF) 등을 사용하지 않아도, 가열 압착이나 초음파 접합에 의해 상기 도전성층과 IC칩이나 IC스트랩 등의 전자부품의 전극부분을 열융착하여 직접 접속하는 것이 가능해 진다.

그리고, 회로 패턴을 구성하는 금속층의 안테나부의 표층에 보호층을 갖고 있는 경우, 보호 필름을 라미네이트하여 IC태그나 IC카드 등으로 가공하지 않아도, 즉 평면 안테나를 노출한 인레이(인렛)의 상태로 사용해도, 금속층의 산화 등에 의한 열화를 작게 할 수 있어, 장기간의 사용에 있어서의 통신 특성의 저하를 억제할 수 있다. 또한, 금속층의 산화 열화가 작기 때문에, 수지 시트(예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트에 1,4-시클로헥산디메탄올을 공중합시킨 폴리에스테르 수지(PET-G)로 이루어진 수지 시트)를 가열 적층 하거나, 점착 필름을 라미네이트 가공했을 때에도, 수지 시트, 점착 필름과의 점착성이 양호하게 되어, 평면 안테나를 굴곡하는 등의 외력을 가해도 회로 패턴과 수지 시트, 점착 필름의 사이에 박리가 생기기 어렵다. 이 때문에, 회로 패턴과 수지 시트, 점착 필름 사이에서의 유전율의 변동이 작아 통신 특성이 안정하다. 또한, 상기 보호층에 안료, 염료를 첨가하여 각종의 색으로 착색할 수도 있고, 이 경우는 인레이(인렛)로서 또는 투명성이 있는 수지 필름을 적층한 IC태그나 IC카드로서 시각적으로 식별 사용하는 것이 가능하게 된다.

회로 패턴을 구성하는 금속층의 표면 저항값을 0.5~200mΩ/□ 이하로 하면, 금속층의 두께나 비용을 억제하면서도 IC칩 등을 장착하여 인레이(인렛) 또는 IC태그나 IC카드로 한 경우에 양호한 통신 특성이 얻어지는 것이 된다. 금속층을 실질적으로 알루미늄으로 구성한 경우에는, 인레이(인렛) 또는 IC태그나 IC카드의 경량화가 가능해 지고, 또한 폐기한 경우에도 장기간 사용의 사이에 알루미늄이 산화 알루미늄이나 수산화 알루미늄으로 변화되고 있기 때문에 환경으로의 영향이 적다. 금속층을 금속증착층으로 한 경우에는, 평면 안테나의 박막화가 가능해 지고, 또한 금속박에 비하여 유연하여 라벨화 등으로의 가공이 용이하게 된다. 또한, 도전성 도료로 회로 패턴을 형성한 평면 안테나에 비하여 반복해서 굴곡을 가했을 때의 통신 특성의 저하가 대단히 작다.

또한, 접속단자부의 도전성층을 도전성 입자를 포함하는 수지층으로 하는 경우, 솔더로 접속단자부를 형성한 경우에 비하여 IC 등의 전자부품의 전극부분과의 접합을 60~70℃ 낮은 온도에서 행하는 것이 가능해 진다. 이 때, 특히 5㎛ 이하의 미세한 도전성 입자를 사용하면, 스크린 인쇄법에 의한 접속단자부 형성이 용이해진다. 또한, 고온·고습도의 가속시험을 행해도 IC칩이나 IC스트랩(인터포저) 등의 전자부품의 전극부분과 안테나 회로 부분의 전기적 접속 부분에서의 저항값의 증대가 보이지 않기 때문에, 장기간 안정한 통신 특성을 유지하는 것이 가능해 진다. 한편 IC스트랩이란, IC칩의 전극(뱀프) 부분에 접속하도록 도전성 도료 등으로 확대 전극을 형성한 기판이다.

그리고, 도전성 입자를 함유하는 수지에 고무를 함유시키면 IC칩이나 IC스트랩을 장착하여 인레이(인렛) 또는 IC태그나 IC카드로 한 후, 상기 IC태그 등에 장기간 진동을 가해도 IC칩이나 IC스트랩 등의 전자부품의 전극부분과 회로 패턴의 접속단자부의 박리가 발생하기 어려워, 더욱 장기간 안정한 통신 특성을 유지할 수 있다.

고무로서 주쇄에 불포화 탄소결합을 갖는 고무를 사용하면 접착성, 굴곡 내구성이 양호하게 된다. 또한, 주쇄에 불포화 탄소결합을 갖는 고무는 유기용제나 물 또는 그 혼합 용제에 가용 또는 연화되므로 본 발명의 제조방법에 바람직하게 사용할 수 있다. 이 중에서도 아크릴로니트릴 부타디엔계의 고무를 사용하면 IC칩이나 IC스트랩 등의 전자부품을 장착한 후 장시간 진동을 가해도 접속단자부에 크랙이 생기기 어렵기 때문에 장기간 안정한 통신 특성을 유지할 수 있다. 특히 카르복실화 아크릴로니트릴 부타디엔 고무를 50중량% 이상 함유시키면 IC칩이나 IC스트랩 등의 전자부품의 전극부분과의 접합시에 그 접합 부분의 온도를 150℃ 이하로 해도 충분히 접합하는 것이 가능해 진다.

본 발명에 있어서는, 접속단자부 표층의 도전성층의 두께를 1~50㎛로 하는 경우에도 IC칩이나 IC스트랩의 전극부분과의 전기접속성이 양호하게 되고, 특히 고온고습도하에 장시간 방치해도 IC칩이나 IC스트랩 등의 전자부품의 전극부분과 회로 패턴의 접속단자부의 저항값이나 고주파영역에서의 임피던스가 상승하기 어려워 장기간 안정한 통신 특성을 유지할 수 있다.

한편, 본 발명의 평면 안테나의 제조방법에 의하면, 회로 패턴을 형성한 레지스트층을 제거하거나 또는 레지스트층의 일부를 제거하여, IC칩이나 IC스트랩 등의 전자부품과의 전기적 접속을 행하기 위한 접속단자부를 형성하거나 하는 공정이 불필요하게 되기 때문에 제조 비용을 대폭 저감하는 것이 가능해 진다.

수지 필름 상에 안테나부 및 접속단자부를 포함하는 회로 패턴을 구성하는 금속층을 형성하는 경우에는, 수지 필름 상에 알루미늄 등의 금속을 증착시킨 증착 필름을 이용하고 그것으로 회로 패턴을 형성함으로써, 동일한 두께의 금속박을 수지 필름에 접합시켜 에칭한 경우에 비하여 에칭 시간을 절반 이하로 하는 것이 가능해지고, 에칭 공정의 제조 비용을 저감하는 것이 가능해 진다.

또한, 두께가 0.2~50㎛인 범위 내인 금속층을 형성함으로써, 에칭이 용이해지고, 또한 에칭시에 회로 패턴이 박리되기 어려워진다. 또한, 금속층이 실질적으로 알루미늄으로 이루어지면, 에칭액에 수산화칼륨, 수산화나트륨 수용액 등의 비교적 저렴한 에칭액을 사용할 수 있어, 제조비용을 더욱 저감할 수 있다.

그리고, 금속층을 덮는 보호층 및 도전성층을 내알칼리성으로 하면, IC칩이나 IC스트랩을 장착하여 인레이(인렛)으로 한 후, 수지 필름 노출 부분을 알칼리액으로 매트 가공(요철가공) 할 수 있기 때문에, 그 수지 필름 노출 부분과 인레이 제작시에 사용되는 다른 수지 필름과의 접착성을 향상시킬 수 있다. 특히, 에칭액으로서 알칼리액을 사용하여 에칭하는 경우에 있어서, 회로 패턴의 금속층을 덮고 있는 보호층 및 도전성층이 내알칼리성이면, 상기 에칭 공정에 사용하는 알칼리액의 농도나 온도를 높일 수 있기 때문에, 회로 패턴을 구성하지 않은 부분의 금속층의 제거가 보다 고속화되어 생산비용을 저감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 평면 안테나의 개략 평면도이다.

도 2는 도 1에 나타낸 평면 안테나의 I-I 실시 단면의 모식도이다.

*********도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*********

1: 수지 필름 2: 금속층

3: 보호층(안테나부) 4: 열융착성의 도전성층(접속단자부)

5: 회로 패턴

본 발명의 평면 안테나는, 예를 들면 도 1, 2에 나타낸 바와 같이 수지 필름(1) 상에 안테나부 및 접속단자부로 이루어진 회로 패턴(5)을 갖고, 회로 패턴(5)은 금속층(2)과 그 금속층(2)의 접속단자부의 표층에 형성된 열융착성의 도전성층(4)을 갖고 있다. 열융착성의 도전성층(4)에는, 가열 처리, 가열가압 처리, 초음파 처리 등에 의해 IC칩이나 IC스트랩 등의 전자부품의 단자부를 직접 전기적으로 접속할 수 있다.

IC칩이나 IC스트랩 등의 전자부품의 단자부를 가열에 의해 접속하는 경우에는, 도전성층(4)의 표층을 30~200℃, 더욱이 60~150℃의 범위 내로 가열하는 것이 바람직하다. 또한, 가열가압에 의해 접속하는 경우에는, 상기 표층을 30~200℃, 더욱 바람직하게는 60~150℃로 가열하고, 또한 0.1~3GPa, 바람직하게는 0.5~1GPa의 압력으로 단자부를 가압하여 접속하는 것이 바람직하다.

금속층(2)과 열융착성의 도전성층(4) 사이의 접착성을 향상시키기 위해서는, 회로 패턴(5)을 구성하는 금속층(2)과 열융착성의 도전성층(4) 사이에 실란 커플링제나 티타네이트계 프라이머 등을 형성해도 좋다. 또한, 열융착성 도전성층(4)과 금속층(2) 사이에 비열융착성의 도전성층을 개재시켜도 좋지만, 이 경우 IC칩이나 IC스트랩 등의 전자부품의 전극부분과의 전기적 접속을 양호하게 유지하기 위해서는 열융착성의 도전성층(4)과 비열융착성 도전성층의 두께 합계에 대하여 열융착성의 도전성층(4)의 두께가 10% 이상, 바람직하게는 30% 이상이 되는 것이 바람직하다.

또한, 열융착성의 도전성층(4)은 실질적으로 융점을 가지지 않는 것이 바람직하다. 여기서, 실질적으로 융점을 가지지 않는 것이란 300℃까지 가열했을 때에 상기 도전성층이 용융하여 유동 상태로 되지 않는 것을 말한다.

본 발명에 있어서, 도전성층(4)은 표면 저항값이 0.5~200mΩ/□인 것이 바람직하다. 도전성층의 표면 저항값을 200mΩ/□ 이하로 함으로써, IC칩이나 IC스트랩 등의 전자부품의 단자부와의 전기적인 접속이 양호하게 되어, 800MHz 이상의 고주파 영역에 있어서 접속단자부에서의 임피던스를 작게 할 수 있다. 그 결과, IC태그 등으로서 양호한 통신 특성(감도)이 얻어진다. 한편, 표면 저항값이 0.5mΩ/□을 하회하는 경우에는, 통신 특성(감도)은 양호하지만, 이 때문에 도전성 입자로서 보다 고가인 Au나 Pt 귀금속을 사용할 필요가 있거나, 또는 도전성층 자체의 두께를 두껍게 할 필요가 있거나, 평면 안테나의 가격이 고가로 되어 버린다. 따라서, 상한으로서는 200mΩ/□이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 100mΩ/□, 가장 바람직하게는 50mΩ/□이고, 하한으로서는, 0.5mΩ/□이 바람직하다.

도전성층(4)은 수지에 도전성 입자를 함유시킨 수지 조성물로 이루어진 층으로 하는 것이 바람직하다. 도전성 입자를 함유시킴으로써 솔더로 접속단자부를 형 성한 경우에 비하여 IC 등의 전자부품의 전극부분과의 접합을 60~70℃의 낮은 온도에서 행하는 것이 가능해 진다.

여기서 도전성층을 구성하는 수지로서는 폴리에스테르 수지, 페녹시 수지, 에폭시 수지, 폴리에스테르 수지 등을 주성분으로 하는 열경화성 수지나, 불포화 폴리에스테르 수지, 폴리에스테르아크릴레이트 수지, 우레탄아크릴레이트 수지, 실리콘아크릴레이트 수지, 에폭시아크릴레이트 수지 등을 주성분으로 한 UV경화성 수지 등의 광경화성 수지를 사용할 수 있다. 상기 열경화성 수지나 UV경화성 수지 등의 광경화성 수지는 2종 이상을 혼합하여 사용해도 좋고, 또한 필요한 경우에 난연제, 광증감제, 광개시제 등을 혼합해도 좋다.

상기 수지 중에서도 에폭시 수지를 사용하고, 그 에폭시 수지의 경화제 및 고무를 더 혼합하면, IC칩이나 IC스트랩 등의 전자부품의 전극부분과의 접착성이나, 굴곡 내구성 모두 양호하게 할 수 있으므로 바람직하다.

에폭시 수지란 에폭시기를 1분자 중에 2개 이상 가져서 3차원 구조를 형성할 수 있는 물질을 말하고, 하기 (1)식으로 표시되는 비스페놀 A형 에폭시 수지나, 비스페놀 골격의 정중앙의 탄소원자에 수소원자가 2개 결합되어 있는 형상의 비스 페놀 F형 에폭시 수지, 비스페놀 골격의 정중앙의 탄소원자에 메틸기와 수소원자가 결합한 비스 페놀 AD형 에폭시 수지 또는 페놀과 포름알데히드의 반응 생성물인 페놀노볼락과 에피클로르히드린의 반응에 의해 얻어지는 페놀노볼락형 에폭시 수지가 바람직하게 사용된다.

또한, 환형 지방족 에폭시 수지나 글리시딜 에스테르계 수지, 글리시딜아민계 수지, 복소환식 에폭시 수지 등의 에폭시 수지를 사용해도 좋다.

에폭시 수지의 경화제로서는 R-NH₂(여기서, R은 지방족 탄화수소기, 지환족 탄화수소기, 방향족 탄화수소기를 나타냄)으로 표시되는 아민계 경화제가 바람직하게 사용된다. 또한, 분자 중에 아미도기를 1개 이상 갖는 폴리아미도아민으로 대표되는 폴리아미드계 경화제나 지방족 산무수물, 지환식 산무수물, 방향족 산무수물, 할로겐계 산무수물 등의 산무수물계 경화제를 사용해도 좋다.

고무로서는 폴리메틸렌형의 포화 주쇄를 갖는 고무, 주쇄에 탄소와 산소를 갖는 고무, 주쇄에 불포화 탄소결합을 갖는 고무, 주쇄에 규소와 산소를 갖는 고무, 주쇄에 탄소, 산소 및 질소를 갖는 고무, 주쇄에 황, 산소 및 탄소를 갖는 고무, 주쇄에 인과 질소를 갖는 고무 등을 열거할 수 있다. 이 중에서도 주쇄에 불포화 탄소결합을 갖는 고무의 경우는, 접착성, 굴곡 내구성이 양호하게 되고, 또한 유기용제나 물 또는 이들의 혼합 용제에 가용 또는 연화되므로 바람직하다. 또한, 특히 아크릴로니트릴 부타디엔계의 고무는 에폭시 수지와의 친화성이 뛰어나 혼합 후의 분리가 발생하기 어렵고, 또한 도전성층의 열융착성이 양호하게 되므로 IC칩이나 IC스트랩 등의 전자부품을 장착한 후 장시간 진동을 가해도 접속단자부에 크랙이 생기기 어렵기 때문에, 고온고습도하에서 또한 진동이 가해지는 환경하에서도 장착 접합 부분의 접착성을 장기간 안정하게 유지할 수 있으므로 바람직하다.

이러한 아크릴로니트릴 부타디엔계의 고무의 구체예로서는, 니트릴고무(아크릴로니트릴-부타디엔 고무), 카르복실화 니트릴 고무(카르복실화 아크릴로니트릴-부타디엔 고무), 수소첨가 니트릴고무 등의 니트릴계 고무나 아크릴로니트릴-부타디엔-이소프렌 고무를 열거할 수 있다.

그리고, 이 중에서도 카르복실화 니트릴 고무(카르복실화 아크릴로니트릴-부타디엔 고무)를 50중량% 이상 함유시키면, 열융착성을 향상시키는 것이 가능해 지고, IC칩이나 IC스트랩을 장착하여 IC태그 등으로 하는 경우에 IC칩이나 IC스트랩 등의 전자부품의 전극부분과의 접합 부분의 온도를 150℃ 이하로 해도 충분히 접합하는 것이 가능하게 되어 특히 바람직하다.

한편, 도전성 입자로서는 알루미늄, 금, 백금, 은, 팔라듐, 구리, 철, 니켈, 주석, 아연, 솔더, 스테인레스, ITO, 페라이트 등의 금속, 합금류, 금속 산화물 등의 금속계 입자나 도전성 카본(그래파이트를 포함) 입자 또는 상기 금속을 도금한 수지 입자 등 공지의 것을 사용할 수 있다.

금속의 종류로서는 전기전도성이 뛰어난 금, 백금, 은이 바람직하고, 더욱 저렴한 은이 특히 바람직하다. 이 중에서도, 콜카운터법에 의한 평균 입자직경이 0.1~10㎛인 은입자, 특히 비늘형상 또는 편평한 형상 은입자가 전자부품과의 접착성 및 도전성 모두가 양호하게 되고, 또한 장기간 고온고습하에 장기간 보관해도 산화 열화에 의한 도전성 저하가 일어나기 어렵기 때문에 바람직하다. 또한 도전성을 높이기 위해서는 카본나노튜브나 도전성 카본 입자와 상기 금속계 재료의 입자 를 병용하는 것도 가능하다.

또한, 도전성 입자를 대신하여 금속섬유, 카본섬유, 금속도금섬유 등의 도전성 섬유를 사용할 수도 있다.

도전성층으로 사용되는 수지로의 도전성 입자 등의 분산의 경우에는, 통상 행해지는 바와 같이 유리 비즈를 사용하는 매체 분산기나 볼 밀 등의 분산기를 사용해도 좋고, 플라스토밀, 초음파 분산기 등의 분산기를 사용해도 좋다. 도전성 입자의 분산에 있어서는, 예를 들면 상기 수지의 유기용제 용해액에 도전성 입자를 수회로 나누어서 소정량 첨가한 후 반나절~1일 상기 어느 하나의 분산기로 분산 처리를 행하면 좋다. 분산의 경우에 사용하는 유기용제는 사용하는 수지를 용해할 수 있는 것이면 어느 것이어도 좋지만, 일반적으로 톨루엔, 크실렌 등의 방향족계 유기용제나 γ-부티로락톤 등이 사용된다.

또한, 도전성층을 형성하는 수지에는 본 발명의 목적을 손상하지 않는 범위 내에서 그 밖의 성분이 포함되어 있어도 지장은 없다.

상기 도전성층(4)은 두께가 1~50㎛인 범위 내인 것이 바람직하고, 또한 1~30㎛, 그 중에서도 5~15㎛의 범위 내인 것이 바람직하다. 두께를 조정함에 있어서는 상술한 바와 같은 각종의 첨가제량의 조정, 인쇄할 때의 스크린판의 메쉬, 마스크 부분의 유제의 두께, 스퀴지의 종류나 두께·형상, 스퀴지와 스크린판의 각도, 스퀴지의 이동 속도, 스크린판과 인쇄 대상의 높이 등 인쇄의 조건을 조정한다. 도전성층의 두께가 1㎛ 이상이면 평면 안테나에 있어서의 접속단자부에서의 전기 저항값이 작아지고, 또한 IC칩 등의 전자부품의 접속단자부와의 접착성이 높아지므로 바람직하다. 또한, 상기 두께가 50㎛ 이하이면 너무 두꺼워지지 않고 표면이 평탄하게 되어, 그 위에 수지 필름을 라미네이트하거나, 접착제층을 형성하는 것이 용이해질 뿐만 아니라, 굴곡을 반복했을 때에 접속단자부에서 크랙이 생기거나 전기적 전도성에 변동이 생기는 일 없이 IC태그 등의 통신 특성이 안정하기 때문에 바람직하다.

그리고, 본 발명에 있어서는 회로 패턴(5)을 구성하는 안테나부의 표층에 금속층의 산화에 의한 열화를 방지하거나, 안테나 부분으로의 다른 필름이나 시트의 접착성을 양호하게 하기 위해서, 보호층(3)을 형성하는 것이 바람직하다. 금속층(2)과 보호층(3) 사이의 접착성을 향상시키기 위해서는, 금속층(2)과 보호층(3) 사이에 실란 커플링제나 티타네이트계 프라이머 등을 형성해도 좋다. 또한, 안테나부의 표층의 보호층(3)과 금속층(2) 사이에는 금속층의 전기 저항을 낮출 목적으로 도전성층을 개재시켜도 좋다.

안테나부 표층에 형성하는 보호층(3)으로서는 열경화성 수지나 UV광경화성 수지 등의 광경화성 수지의 어느 것을 사용해도 좋다. 열경화성 수지로는 폴리에스테르 수지, 페녹시 수지, 에폭시 수지, 폴리에스테르 수지 등의 수지에 용제, 바인더를 혼합교반한 것을 사용할 수 있다. 광경화성 수지로서는, 예를 들면 불포화 폴리에스테르 수지, 폴리에스테르아크릴레이트 수지, 우레탄아크릴레이트 수지, 실리콘아크릴레이트 수지, 에폭시아크릴레이트 수지 등에서 선택되는 1종 이상의 수지와, 필요한 경우에 그 광개시제 등을 혼합한 것을 사용하면 좋다. 이들의 수지에는 당연한 것이지만 필요에 따라서 경화제, 경화 촉진제, 점결제, 인쇄성을 개선하는 필러 등의 점도조정제 등을 혼합해도 좋다. 한편, 도전성층 및 보호층을 형성하기 위해서 회로 패턴을 인쇄한 후 그것을 경화시키는 방법으로서는 자연건조, 열풍 또는 적외선 히터에 의한 가열 건조, 자외선 등의 활성선 조사가 통상 사용된다.

안테나부의 표층에 형성한 보호층(3)은 그 두께가 0.3~6㎛의 범위 내인 것이 바람직하고, 또한 0.5~4㎛의 범위 내인 것이 바람직하다. 그 두께가 0.3㎛ 이상이면 인쇄에서의 회로 패턴 형성이 용이하게 되어 바람직하다. 또한 두께가 6㎛ 이하이면 너무 두꺼워지지 않고 표면이 평탄하게 되어, 그 위에 수지 필름을 라미네이트하거나 접착제층을 형성하는 것이 용이하게 되어 바람직하다. 두께 조정의 경우에는, 상술한 바와 같은 각종 첨가제의 양을 조정하거나, 스크린 인쇄법에 의해 보호층을 형성하는 경우에는 인쇄할 때의 스크린판의 메쉬, 마스크 부분의 유제의 두께, 스퀴지의 종류나 두께, 형상, 스퀴지와 스크린판의 각도, 스퀴지의 이동 속도, 스퀴지판과 인쇄 대상의 높이 등을 변경하면 좋다. 그라비어 인쇄법으로 보호층을 형성하는 경우에는, 그라비어판의 홈깊이나 백롤의 가압을 적당히 조정하면 좋다.

보호층(3)을 구성하는 수지는 공중합체이어도 좋고, 다른 종류의 수지의 혼합체이어도 좋고, 또한 실리카나 금속 산화물 등의 무기 필러를 함유하는 것이어도 좋다. 또한, 니켈, 금, 은, 구리 등의 도전성 입자 또는 이들의 금속을 도금한 수지입자를 함유하고 있어도 좋다. 단, 안테나부 상에 형성되는 보호층(3)에서의 도전성 입자의 함유량은 30체적% 이하, 바람직하게는 10체적% 이하로 하는 것이 바람직하다. 도전성 입자의 함유량이 상기 범위를 초과하면 보호층과 금속층의 접착성이 저하하기 쉽고, 특히 장기간 진동이나 굴곡 운동을 가했을 때에 보호층에 크랙 이 발생하기 쉬워진다.

본 발명에 있어서 수지 필름(1)이란, 폴리에스테르, 폴리올레핀, 폴리아미드, 폴리에스테르아미드, 폴리에테르, 폴리스티렌, 폴리페닐렌술피드, 폴리에테르에스테르, 폴리염화비닐, 폴리(메타)아크릴산 에스테르 등의 용융압출한 성형이 가능한 소재를 가공하여 얻어지는 필름으로, 미연신 필름, 1축 연신 필름, 2축 연신 필름의 어느 것이어도 좋다.

이 중에서도, 가격과 기계적 특성의 점에서 폴리에스테르 필름, 폴리올레핀 필름, 폴리페닐렌술피드 필름이 바람직하고, 특히 2축 연신 폴리에스테르 필름이 가격, 내열성, 기계적 특성의 균형이 뛰어나 바람직하다.

폴리에스테르 필름의 소재가 되는 폴리에스테르로서는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌-2,6-나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 및 폴리에틸렌-α,β-비스(2-클로로페녹시)에탄-4,4'-디카르복실레이트 등이 열거된다. 또한, 이들 폴리에스테르에는 본 발명의 효과를 방해하지 않는 범위에서 다른 디카르복실산 성분이나 디올성분이 20몰% 이하의 범위로 더 공중합되어 있어도 좋다.

본 발명에 사용되는 수지 필름은 각종 표면처리(예를 들면, 코로나 방전 처리, 저온 플라즈마 처리, 글로우 방전 처리, 화염 처리, 에칭 처리 또는 조면화 처리 등)을 행한 것이어도 좋다.

본 발명에 사용되는 수지 필름(1)의 두께는 굴곡성과 기계적 강도의 점에서 바람직하게는 1~250㎛, 보다 바람직하게는 10~125㎛, 더욱 바람직하게는 20~75㎛이다. 또한, 본 발명에서는 2장 이상의 필름을 접합한 것을 수지 필름(1)으로서 사용 할 수도 있다. 두께의 측정은 JIS-K-7130:1999에 준거하여 측정할 수 있다.

본 발명에 있어서 금속층(2)이란, 금속으로 이루어진 층이면 좋고, 알루미늄, 금, 백금, 은, 팔라듐, 구리, 철, 니켈, 주석, 아연 등 전기 전도성이 뛰어난 금속으로 이루어진 층인 것이 바람직하다. 금속층(2)은 압연법 등의 통상 공지의 방법으로 얻어지는 금속박을 수지 필름에 적층하거나, 스퍼터링법, 진공증착법, 전자빔 증착법, 이온 플래이팅법 증착 또는 습식 도금 등으로 형성하는 방법으로 얻어진다.

금속층(2)은 실질적으로 알루미늄으로 구성하는 경우, 알칼리액을 사용한 에칭에 있어서 회로 부분을 고속 또한 정밀도 좋게 형성할 수 있고, 또한 수지 필름에 금속층을 형성한 중간제품의 중량이 구리 등의 금속을 사용한 경우에 비해서 가벼워지기 때문에, 생산 공정에서의 취급성이나 IC태그 등의 최종제품의 취급성이 양호하게 된다. 한편, 실질적으로는 형광 X선법 등에 의한 원소분석에 의해 알루미늄 금속을 70중량% 이상 함유하고 있는 상태를 말하고, 90중량% 이상 함유하고 있는 상태가 보다 바람직하다.

본 발명에 있어서, 금속층(2)은 그 표면 저항값이 0.5~200mΩ/□, 또한 0.5~100mΩ/□인 것이 바람직하다. 금속층(2)의 표면 저항값을 200mΩ/□ 이하로 함으로써 IC태그 등의 안테나로서 사용하는 경우, 보다 양호한 통신 특성(감도)이 얻어진다. 한편, 표면 저항값이 0.5mΩ/□을 하회하는 경우에는, 통신 특성(감도)은 양호하지만 이것을 위해서 보다 고가인 귀금속을 사용할 필요가 있거나 또는 금속층 자체의 두께를 두껍게 할 필요가 있거나, 평면 안테나의 가격이 고가인 것으 로 되어버린다. 따라서, 상한으로서는 200mΩ/□이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 100mΩ/□, 가장 바람직하게는 50mΩ/□이고, 하한으로서는 0.5mΩ/□이 바람직하다.

본 발명에 있어서 금속층(2)은 금속 증착층인 것이 바람직하다. 금속 증착층은 금, 은, 구리, 알루미늄, 아연, 니켈, 주석 등 적어도 1종의 금속을 공지의 증착기(도가니 방식 또는 보트 방식)를 사용하고, 예를 들면 저항 가열법, 유도 가열법 또는 EB 가열법으로 1O^-4Torr 이하의 고진공하에서 증착함으로써 얻어진다. 1회의 증착으로 소정의 저항값 또는 증착 두께에 이르지 않는 경우에는, 소정의 저항값 및 증착 두께가 될 때까지 반복하여 중첩 증착해도 좋다. 또한, 증착기 내에서 다른 금속(예를 들면 알루미늄과 아연)을 별도로 증착함으로써 합금화(예를 들면, 알루미늄으로 얇게 증착한 후, 아연을 같은 증착기 내에서 소정의 두께가 되도록 형성하는 것)를 행해도 좋다.

금속증착층은 전기 저항값과 비용 및 에칭의 용이, 평면 안테나의 경량화의 점에서 실질적으로 알루미늄으로 이루어진 증착층인 것이 바람직하다.

그리고 금속증착층의 두께는 0.2~10㎛인 것이 바람직하다. 두께가 0.2㎛ 이상이면 체적 고유 저항값 및 고주파 영역에서의 임피던스가 작아져서 회로로서의 특성이 양호하게 되므로 바람직하다. 한편, 두께가 1O㎛ 이하이면 너무 두꺼워지지 않아서, 에칭으로 회로의 형상을 형성하는 것이 용이하게 될 뿐만 아니라, 평면 안테나의 유연성이 좋아져서 굴곡을 반복해도 증착층과 수지 필름 사이에서의 밀착성 이 저하하기 어렵고 증착층의 박리나 균열이 생기기 어렵다. 이 때문에 안테나로서의 통신 특성이 저하하기 어려워지므로 바람직하다. 단, 알루미늄 증착층으로 100mΩ/□ 이하의 표면 저항값을 실현하기 위해서는, 증착층의 두께는 0.5㎛ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 50mΩ/□이하의 표면 저항값을 실현하기 위해서는 상기 층의 두께를 1㎛ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

이상과 같이 본 발명의 평면 안테나는 접속단자부를 IC칩이나 IC스트랩 등의 전자부품과 접속했을 경우, 기본적으로 금속층, 도전성층, IC칩이나 IC스트랩 등의 전자부품의 전극부가 이 순서대로 중첩되는 구성이 된다. 즉, 본 발명의 평면 안테나는 전자부품과 접속할 때에 와이어 본딩이나 이방성 도전 시트(ACF) 등을 개재시킬 필요가 없다. 그럼에도 불구하고 회로 패턴의 접속단자부 표층에 형성한 도전성층과 전자부품 단자부의 전기적 접속이 양호하게 되어, 고온·고습도하에서의 가속시험을 행해도 열화가 적어 높은 접속 신뢰성을 유지하는 것이 가능해 진다.

또한, 본 발명의 평면 안테나의 접속단자부로 접속되는 IC칩이나 IC스트랩 등의 전자부품의 전극부분은, 예를 들면 O.O1mm² 이상의 면적을 갖는 금, 알루미늄, 구리, 은 등으로 이루어진 금속 단자(뱀프), 구리 등에 15㎛ 정도의 금도금을 한 금속 단자(뱀프) 또는 도전성 도포제를 도포한 단자 중 어느 것이어도 좋지만, 도전성 도포제를 도포경화시켜서 형성한 두께 5㎛ 이상의 전극 단자의 경우, 본 발명의 평면 안테나와 단시간에 전기적으로 접속할 수 있으므로 바람직하다.

상기와 같은 본 발명의 평면 안테나는 수지 필름 상에 안테나부 및 접속단자 부로 이루어진 회로 패턴을 구성하는 금속층을 형성하는 공정 A, 금속층의 안테나부를 구성하는 부분 상에 상기 안테나부의 보호층을 형성하는 공정 B, 금속층의 접속단자부를 구성하는 부분 상에 열융착성의 도전성층을 형성하는 공정 C, 공정 B 및 공정 C 다음에 금속층의 회로 패턴을 구성하지 않은 부분을 에칭으로 제거하는 공정 D를 거쳐서 얻어진다. 구체적으로는, 예를 들면 상술의 방법으로 수지 필름(1) 상에 금속층(2)을 형성한 후(공정 A), 비도전성 수지 등으로 된 잉크 조성물로 스크린 인쇄법 또는 그라비어 인쇄법으로 회로 패턴(5) 또는 회로 패턴(5)의 안테나부를 인쇄 형성한다. 이 때, 회로 패턴의 표층에는 보호층(3)이 형성되게 된다(공정 B). 그 후, 상기 회로 패턴의 단부에 접촉 또는 약간 중첩되게 하여 열융착성의 도전성 수지 조성물을 스크린 인쇄법 또는 그라비어 인쇄법으로 인쇄 형성한다. 즉, 회로 패턴(5)의 접속단자부에 열융착성의 도전성층(4)을 형성한다(공정 C). 그 다음에, UV 등의 활성선 또는 건조 및 가열로 회로 패턴(5)의 보호층(3) 및 도전성층(4)을 경화시킨다. 그 후, 에칭법으로 금속층(2)의 상기 회로 패턴(5)을 구성하지 않는 부분을 제거한다(공정 D). 여기에서, 공정 B와 공정 C의 순번은 역순이어도 좋지만, 도전성층이 금속층 상에 형성되는 것이 필요하다.

상기 공정 A에 있어서 금속층을 형성할 때 그 두께가 0.2~50㎛, 바람직하게는 0.2~10㎛가 되도록 하는 것이 바람직하다. 금속층의 두께가 상기 범위 내에 있으면 에칭이 쉽고, 또한 IC태그 등의 안테나로서 사용했을 때의 통신 특성(감도)도 만족시킬 수 있다.

공정 A에 있어서, 실질적으로 알루미늄으로 이루어진 금속층을 형성하는 경 우에는, 상기한 효과 이외에, 공정 D에 있어서 에칭을 행한 경우, 특히 보호층 및 도전성층으로서 내알칼리성의 것을 형성하여 수산화나트륨 수용액이나 수산화칼륨 수용액 등을 사용하여 알칼리 에칭을 행하는 경우에, 고속으로 또한 정밀도 좋게 불필요한 금속 부분을 실시할 수 있기 때문에 바람직하다.

또한, 공정 A에 있어서 금속층을 증착으로 형성한 경우는, 같은 두께의 금속박으로 이루어진 금속층에 비하여 알칼리 에칭 속도를 2배 이상으로 고속화할 수 있어 생산성을 대폭 향상시킬 수 있다. 공정 C에 있어서 도전성층의 두께는 1~50㎛의 범위 내로 하는 것이 바람직하다. 도전성층의 두께가 이 범위 내에 있으면 롤형상으로 권취한 경우에 평면 안테나, 또는 IC칩 및 IC스트랩 등의 전극부분으로의 전기적 접합을 양호하게 얻을 수 있다.

공정 B에 있어서는, 예를 들면 소정의 회로 패턴을 형성하는 스크린을 사용하여 회로 패턴 및 보호층을 인쇄 형성한다. 스크린 인쇄 후는 예를 들면 50~100℃에서 4~5분 건조시킨다. 그 후, 공정 C에서 먼저 형성한 보호층의 단부가 중첩되도록 도전성 수지를 상기 스크린을 사용해서 스크린 인쇄한 후, 50~150℃에서 5분 이상 건조시킨다.

공정 C에 있어서, 금속층의 접속단자부를 구성하는 부분의 표층에 열융착성의 도전성층을 형성하는 경우에는, 상술의 수지에 도전성 입자 등을 분산시켜서 얻어지는 도전성층의 표면 저항값이 200mΩ/□ 이하가 되도록 인쇄 두께를 조정하는 것이 바람직하다. 단, 상술한 대로 두께는 50㎛ 이하인 것이 바람직하다.

여기서, 분산은 얻어지는 도전성층의 체적 저항율을 반복측정하고, 그 체적 저항율의 변동율이 20% 이내가 되도록 그 시간을 결정하면 좋다. 분산 정도를 평가하기 위한 도전성층의 체적 저항율의 측정의 경우에는, 예를 들면 수지와 도전성 입자의 혼합액을 어플리케이터 등의 도포기구를 사용하여 수지 필름 등의 기재 상에 막두께 100㎛, 폭 1cm, 길이 7cm으로 도포하고, 소정온도, 시간(통상 110℃에서 3분간) 건조, 경화시켜서 샘플을 제조하고, 그 샘플의 도전성 도포막측을 저항율 측정기(예를 들면 IPROS Corporation 제품인 로레스타 GP, MCP-T600형, TFP 프로브:형식 MCP-TFP)로 온도 25℃, 습도 50%RH 하에서 측정하면 좋다. 물론, 분산 상태의 확인을 투과형 전자현미경, 레이저 현미경 등의 방법을 사용해서 확인해도 좋다.

수지와 도전성 입자의 혼합액을 건조, 경화시킨 후의 도전성층의 체적 저항율이 1×1O^-3Ω·cm 이하, 바람직하게는 1×1O^-4Ω·cm 이하, 더욱 바람직하게는 1×1O^-5Ω·cm 이하이면, 도전성층의 두께를 두껍게 하는 일 없이 표면 저항값을 낮추거나 첨가하는 수지량을 증가시킬 수 있으므로 접속단자부에 굴곡이나 진동을 가해도 전기도통성을 양호하게 유지할 수 있다.

공정 D에 있어서는, 예를 들면 금속층을 형성함에 있어서 구리를 사용한 경우에는, 제조 도중의 평면 안테나를 40~45℃로 가열한 약 3중량%의 염화 제2철 수용액중에 몇 분간 침지시킨 후 수세한다. 또한, 금속층을 형성하는 경우에 알루미늄을 사용한 경우에는 40~45℃로 가열한 약 2중량% 수산화나트륨 수용액 또는 수산화 칼륨 수용액에 몇 분간 침지한 후 염산, 아세트산 등으로 중화, 수세한다. 이렇 게 하여 금속층 중에 회로 패턴으로 되지 않은 부분을 제거(에칭) 할 수 있다.

이하, 실시예를 들어 본 발명을 설명한다. 각 실시예, 비교예에서 제조한 샘플의 평가방법을 이하에 나타낸다.

[평가방법]

1. 금속층의 표면 저항값

평면 안테나의 회로 패턴의 안테나부를 폭 1mm, 길이 8mm로 절단하여 샘플링한 후, 금속층의 표면 저항값을 JIS K 7194:1994에 준거해서 측정했다. 저항율 측정기로서 DIA INSTRUMENS CO., LTD. 제품인 로레스타 GP(MCP-T600형, TFP 프로브: 형식 MCP-TFP)를 사용하여 온도 25℃, 습도 50%RH 하에서 평가했다. 또한, 측정은 6개 샘플에 대해서 실시하고, 최대값과 최소값을 제외한 4개 샘플의 산술평균값을 본 발명에 있어서의 금속층의 표면 저항값으로 했다.

또한, 안테나부에 보호층이 존재하는 경우에는 온도 30℃의 도료박리제(Asahipen Corporation 제품인 「박리액 S-031」)을 사용하여 보호층을 제거한 후 수세하고 나서, 상술한 바와 같이 폭 1mm, 길이 8mm으로 절단하고 표면 저항값을 측정했다.

2. 도전성층의 표면 저항값

평면 안테나의 회로 패턴의 접속단자부를 절단하여 1장만의 샘플 또는 그 절단한 것의 복수장을 도전성층의 단부 표면이 서로 대향하도록 중첩하고 온도 150℃, 압력 3MPa로 가압해서 접합하여, 폭 1mm, 길이 8mm의 샘플을 제조했다. 그 다음에 그 샘플의 도전성층의 표면 저항값을 JIS K 7194:1994에 준거하여 측정했다. 저항율 측정기로서는 DIA INSTRUMENS CO., LTD. 제품인 로레스타 GP(MCP-T600형, TFP 프로브: 형식 MCP-TFP)을 사용하여 온도 25℃, 습도 50%RH하에서 평가했다. 또한, 측정은 6개 샘플에 대해서 실시하여 최대값과 최소값을 제외한 4개 샘플의 산술평균값을 본 발명에 있어서의 도전성층의 표면 저항값으로 했다.

3. 금속층, 보호층 및 도전성층의 두께

샘플을 미크로톰으로 두께 방향으로 절단하여 그 단면을 10000배의 SEM을 사용하여 관찰하여 금속층의 두께를 측정했다. 측정은 각 항목에 대하여 1개 샘플로 행하고, 1개 샘플당 1시야 5점의 측정을 행하고, 그 평균값을 본 발명에 있어서의 금속층, 보호층 및 도전성층의 두께로 했다.

4. 굴곡 내구성

접속단자부에 두께 10㎛의 동박을 150℃, 2MPa에서 3분간 가열하여 접착시킨 후, 접속단자간의 전기 저항값을 1OmΩ까지 측정가능한 전기 저항계로 측정하고, 이것을 초기의 전기 저항값(Ω)으로 했다. 그 다음에 폭 10mm 길이 100mm의 크기로 절단한 2개의 접속단자부를 포함하는 샘플을 ASTM-D-1052에 준해서 로스프레이킹 테스터(TESTER SANGYO CO,. LTD. 제품)로 굴곡각도 90°, 관점속도 100ppm에서 2000회 반복 굴곡시켜서, 동일하게 접속단자간의 전기 저항값을 측정했다. 이것을 굴곡 처리 후의 전기 저항값(Ω)으로 했다. 그리고 하기식에 의해 전기 저항값의 상승률(%)을 산출했다. 전기 저항율의 상승률(%) = (굴곡 처리 후의 전기 저항값(Ω) - 초기의 전기 저항값(Ω))/초기의 전기 저항값(Ω)×100

또한, 측정은 10개 샘플 실시하고, 전기 저항값의 상승률이 30% 이내인 샘플 이 8개 샘플 이상이면 접속단자부의 굴곡 내구성을 양호(A)라고 하고, 7개 샘플 이하이면 불충분(B)이라고 했다.

5. 습열 내구성

접속단자부에 두께 10㎛의 동박을 150℃, 2MPa에서 3분간 가열해 접착시킨 후, 접속단자간의 전기 저항값을 1OmΩ까지 측정가능한 전기 저항계로 측정하여, 이것을 초기의 전기 저항값(Ω)이라고 했다. 다음에 샘플(상기와 동일)을 80℃, 90%RH의 조건하에서 500시간 습열처리한 후, 동일하게 접속단자간의 전기 저항값을 측정했다. 이것을 습열 처리 후의 전기 저항값(Ω)이라고 했다. 그리고 하기식에 의해 전기 저항값의 상승률(%)을 산출했다.

전기 저항률의 상승률(%) = (습열 처리 후의 전기 저항값(Ω) - 초기의 전기 저항값(Ω))/초기의 전기 저항값(Ω)×100

또한 측정은 10개 샘플에 실시하고, 전기 저항값의 상승률이 30% 이내인 샘플이 8개 샘플 이상이면 접속단자부의 습열 내구성이 양호(A)라고 하고, 7개 샘플 이하이면 불충분(B)이라고 했다.

(실시예 1)

수지 필름으로서 두께 75㎛의 2축 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(Toray Corporation 제품, 루미라 S56)을 사용하고, 그 한쪽 면에 99.99%의 알루미늄을 함유하는 두께 3㎛의 금속층을 유도 가열 방식의 증착 장치를 사용하여 형성했다. 이 경우, 알루미늄 증착층의 두께가 3㎛가 되도록 유도 가열로의 전압, 전 류를 제어하고, 또한 진공 증착 내의 필름 주행속도를 1m/분으로 하여 1~5×1O^-6torr의 진공하에서 증착을 행했다.

이렇게 하여 얻어진 알루미늄 금속층 상에 보호층을 형성하기 위해서, 인쇄 잉크(JUJO CHEMICAL CO., LTD. 제품인 테트론 990흑)를 사용하여 쇄판 T-250메쉬로 회로 패턴을 스크린 인쇄한 후 90℃에서 1분간 가열건조했다. 그 다음에 열융착성의 도전성층을 형성하기 위해서, 하기 수지 조성물 A을 사용하여 쇄판 T-250메쉬에서 3회 스크린 인쇄하여 접속단자부를 인쇄하고, 100℃에서 30분간 가열건조했다. 이렇게 하여 얻어진 보호층의 두께는 2㎛이고 도전성층의 두께는 10㎛이었다.

다음에, 상기한 바와 같이 회로 패턴을 인쇄한 수지 필름을 40℃의 2중량% 수산화나트륨 수용액으로 5분간 처리하여 알루미늄 증착층의 회로 패턴을 인쇄되어 있지 않은 부분을 용해 제거하여, 도 1, 2에 나타낸 평면 안테나를 얻었다.

[도전성층에 사용하는 도전성 입자를 분산시킨 수지 조성물A]

·NBR(Japan Synthetic Rubber Co., Ltd. 제품, PNR-1H): 100중량부

·에폭시 수지(Shell Chemical Co., Ltd. 제품, 에피코트 834): 100중량부

·3,3'-디아미노디페닐술폰: 10부

·은 플레이크(FUKUDA METAL FOIL POWDER Co., Ltd. 제품인 실코트AgC-239): 700중량부

·톨루엔: 455중량부

·메틸이소부틸케톤: 455중량부

상기의 원료를 2OOOcm³의 볼 밀에 넣어(15mmφ의 지르코니아 세라믹제의 볼을 20개 투입) 20시간 처리함으로써 도전성 입자를 분산시킨 수지 조성물 A를 제조했다.

얻어진 평면 안테나의 금속층의 표면 저항값, 도전성층의 표면 저항값, 굴곡 내구성 및 습열 내구성을 표 1에 나타낸다. 굴곡 내구성 및 습열 내구성은 모두 양호했다. 또한, 상기 평면 안테나에 시판의 핫멜트 접착제를 도포한 두께 50㎛의 PET필름(Toray Corporation 제품 「루미라(등록상표)」S10)을 온도 100℃에서 접합한 후, 상술의 굴곡 내구성에 사용한 방법으로 굴곡을 반복했지만, 안테나 부분에 접합시킨 PET필름의 박리의 발생이 없고 외관이 양호했다.

또한, 굴곡 내구성의 평가에서 접착시킨 전극(동박) 대신에 Alien 제품인 UHF대 64비트 IC를 탑재한 스트랩(인터포저)의 전극부분을 평면 안테나의 접속단자부에 대향하도록 압력 8kg/mm², 온도 1OO℃에서 압착하여 IC태그를 제조했다. 얻어진 IC태그에 대해서, 상술의 굴곡 내구성 평가에서 행한 방법으로 굴곡을 반복한 바, 스트랩과 접속단자부의 박리의 발생은 없었다. 또한, Alien 제품인 리더라이터(모델 ALR-9780, EPC class1(915MHz), 버젼 SW Rev.03,01,00)의 안테나에 3m의 간격을 두고 평면 안테나를 대향하도록 설치하고 통신 특성을 확인했지만, 통신 특성은 양호했다.

(실시예 2)

실시예 1에서 제조한 평면 안테나 안테나부 표층의 보호층만을 상기 평가방 법 1의 도료박리제로 제거한 이외는, 실시예 1과 동일한 방법으로 평면 안테나를 제조했다. 얻어진 평면 안테나의 금속증착층의 표면 저항값, 도전성층의 표면 저항값, 굴곡 내구성, 습열 내구성을 표 1에 나타낸다. 굴곡 내구성 및 습열 내구성은 모두 양호했다.

또한, 실시예 1과 동일하게 PET 필름(Toray Corporation 제품 「루미라(등록상표)」S10)을 온도 10O℃에서 접한한 후, 상술의 굴곡 내구성에 사용한 방법으로 굴곡을 반복한 바, 실용상 문제없는 정도이지만 안테나 부분에 접합시킨 PET 필름의 박리가 조금 생겼다.

또한, 실시예 1과 동일하게 스트랩(인터포저)을 접속단자부의 금속면에 마주보도록 압력 8kg/mm², 온도 1OO℃로 압착해서 IC태그를 제조했다. 얻어진 IC태그에 대해서 실시예 1과 동일하게 굴곡을 반복했지만 스트랩과 접속단자부의 박리의 발생은 없었다. 또한, 실시예 1과 동일하게 통신 특성을 확인했지만 통신 특성이 양호했다.

(비교예 1)

실시예 1에서 제조한 평면 안테나의 접속단자부 표층의 도전성층을 연마제가 들어간 컴파운드를 사용하여 제거해서 금속층을 노출시킨 후, 이 위에 이방도전성 필름(Hitachi Chemical Co., Ltd. 제품인 AC-2056)을 올려놓고 온도 150℃, 압력0.1Mpa에서 30초간 압착하여 평면 안테나를 제조했다. 얻어진 평면 안테나의 금속층의 표면 저항값, 굴곡 내구성, 습열 내구성을 표 1에 나타낸다. 굴곡 내구성 및 습열 내구성이 현저하게 손상된 것이었다.

또한, 실시예 1과 동일하게 PET 필름(Toray Corporation 제품인「루미라(등록상표)」S10)을 온도 10O℃에서 접합시킨 후, 상술의 굴곡 내구성에 사용한 방법으로 굴곡을 반복한 바, 안테나 부분에 접합시킨 PET 필름의 박리의 발생없이 외관이 양호했다.

또한, 실시예 1과 동일하게 스트랩(인터포저)을 접속단자부의 금속면에 대향하도록 압력 8kg/mm², 온도 1OO℃로 압착해서 IC태그를 제조했다. 얻어진 IC태그에 대해서 실시예 1과 동일하게 굴곡을 반복했지만 스트랩과 접속단자부의 박리의 발생은 없었다. 그러나, 실시예 1과 동일하게 통신 특성을 확인한 결과, 실시예 1에 비교해서 통신 특성이 현저하게 저하되어 있었다.

(비교예 2)

실시예 1에서 제조한 평면 안테나의 접속단자부 표층의 도전성층을 연마제가 들어간 컴파운드를 사용해서 제거하여 금속층을 노출시킨 후, 그 위에 이방도전성 페이스트(KYOCERA Chemical Corporation 제품인 TAP0402E)을 도포하고, 160℃에서 15분간 가열처리해 평면 안테나를 제조했다. 얻어진 평면 안테나는 회로 패턴이 변형되어 있고, 특히 접속단자부에서 크게 휘어져 있었기 때문에 IC칩을 장착할 수 없었다. 또한, 금속층의 표면 저항값, 굴곡 내구성, 습열 내구성을 표 1에 나타낸다. 굴곡 내구성 및 습열 내구성은 현저하게 손상된 것이었다.

또한, 실시예 1과 동일하게 PET 필름(Toray Corporation 제품 「루미라(등록 상표)」S10)을 온도 10O℃에서 접합시킨 후, 상술의 굴곡 내구성에 사용한 방법으로 굴곡을 반복한 바, 안테나 부분에 접합시킨 PET 필름의 박리의 발생 없이 외관이 양호했다.

또한, 실시예 1과 동일하게 스트랩(인터포저)을 접속단자부의 금속면에 마주보도록 압력 8kg/mm², 온도 1OO℃에서 압착해서 IC태그를 제조했다. 얻어진 IC태그에 대해서 실시예 1과 동일하게 굴곡을 반복했지만 스트랩과 접속단자부의 박리의 발생은 없었다. 그러나, 실시예 1과 동일하게 통신 특성을 확인한 결과, 통신이 현저하게 저하되어 있었다.

(비교예 3)

실시예 1에서 제조한 평면 안테나를 온도 30℃의 도료박리제(Asahipen Corporation 제품인 「박리액 S-031」)를 사용하여 도전성층 및 보호층을 제거한 후, 수세, 건조하여 도전성층 및 보호층을 제거한 금속층만의 회로 패턴으로 이루어진 평면 안테나를 제조했다.

얻어진 평면 안테나의 금속층의 표면 저항값, 굴곡 내구성, 습열 내구성을 표 1에 나타낸다.

또한, 실시예 1과 동일하게 PET 필름(Toray Corporation 「루미라(등록상표)」S10)을 온도 10O℃에서 접합시킨 후, 상술한 굴곡 내구성에 사용한 방법으로 굴곡을 반복한 바, 안테나 부분에 접합시킨 PET 필름의 박리가 조금 생겼다.

또한, 실시예 1과 동일하게 스트랩(인터포저)을 접속단자부의 금속면에 마주 보도록 압력 8kg/mm², 온도 1OO℃에서 압착해서 IC태그를 제조한 바, 얻어진 IC태그는 접속단자부에서의 스트랩의 접합이 불충분해서 스트랩 부분에서 평면 안테나를 절곡하는 것으로 간단히 스트랩이 박리되었다.

(비교예 4)

스트랩(인터포저)의 접합온도를 180℃로 하는 이외는 비교예 3과 동일한 방법으로 평면 안테나 및 IC태그를 제조했다.

PET 필름(Toray Corporation 제품 「루미라(등록상표)」S10)을 접합시켜 굴곡을 반복했을 때에는, 안테나 부분에 접합시킨 PET 필름이 조금 박리되었다.

또한, 얻어진 IC태그는 접속단자부에서의 스트랩의 접합이 불충분해서 스트랩 부분의 평면 안테나를 수회 강하게 절곡하는 것으로 스트랩이 박리되었다. 또한, 얻어진 IC태그는 회로 패턴이 변형되어 있고, 특히 접속단자부에서 크게 휘어져 있어 외관이 현저하게 뒤떨어지고 있었다.

본 발명의 평면 안테나 및 그 제조방법을 사용하면, 유연하고 또한 반복하여 굴곡시켜도 통신 특성의 저하가 지극히 적은 IC태그, 비접촉 IC카드를 저렴하게 제공할 수 있다. 또한, IC칩 등의 전자부품과의 전기적 접속이 용이해지기 때문에 IC태그나 비접촉 IC카드의 생산성을 향상시킬 수도 있다.

Claims

수지 필름 상에 안테나부 및 접속단자부로 이루어진 회로 패턴을 갖고, 상기 회로 패턴은 금속층과 상기 금속층의 접속단자부의 표층에 형성된 열융착성의 도전성층을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 평면 안테나.
제 1 항에 있어서, 상기 금속층의 안테나부의 표층에 상기 안테나부의 보호층을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 평면 안테나.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 금속층의 표면 저항값이 0.5~200mΩ/□인 것을 특징으로 하는 평면 안테나.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속층이 실질적으로 알루미늄으로 이루어진 것을 특징으로 하는 평면 안테나.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속층이 금속증착층인 것을 특징으로 하는 평면 안테나.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도전성층이 도전성 입자 또는 도전성 섬유를 포함하는 수지층인 것을 특징으로 하는 평면 안테나.
제 6 항에 있어서, 상기 수지층이 에폭시 수지, 상기 에폭시 수지의 경화제 및 고무를 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 평면 안테나.
제 7 항에 있어서, 상기 고무가 주쇄에 불포화 탄소결합을 갖는 고무인 것을 특징으로 하는 평면 안테나.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도전성층의 두께가 1~50㎛인 것을 특징으로 하는 평면 안테나.
수지 필름 상에 안테나부 및 접속단자부로 이루어진 회로 패턴을 구성하는 금속층을 형성하는 공정 A,

금속층의 안테나부를 구성하는 부분 상에 상기 안테나부의 보호층을 형성하는 공정 B,

금속층의 접속단자부를 구성하는 부분 상에 열융착성의 도전성층을 형성하는 공정C, 및

공정 B 및 공정 C의 후에 금속층의 회로 패턴을 구성하지 않은 부분을 에칭으로 제거하는 공정 D를 포함하는 것을 특징으로 하는 평면 안테나의 제조방법.
제 10 항에 있어서, 상기 공정 A에서 두께가 0.2~50㎛인 금속층을 형성하는 것을 특징으로 하는 평면 안테나의 제조방법.
제 10 항 또는 제 11 항에 있어서, 상기 공정 A에서 증착에 의해 수지 필름 상에 금속층을 형성하는 필름을 사용하여 회로 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 평면 안테나의 제조방법.
제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공정 A에서 실질적으로 알루미늄으로 이루어진 금속층을 형성하는 것을 특징으로 하는 평면 안테나의 제조방법.
제 13 항에 있어서, 상기 공정 B에서 내알칼리성의 보호층을 형성함과 아울러 상기 공정 C에서 내알칼리성의 도전성층을 형성하고, 또한 상기 공정 D에서 알칼리액을 사용하여 에칭을 행하는 것을 특징으로 하는 평면 안테나의 제조방법.