KR20150113098A

KR20150113098A - 은 도전막 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20150113098A
Application number: KR1020157023310A
Authority: KR
Inventors: 히데후미 후지따; 신이찌 고노; 기미따까 사또; 도시히꼬 우에야마
Original assignee: 도와 일렉트로닉스 가부시키가이샤
Priority date: 2013-02-01
Filing date: 2013-02-01
Publication date: 2015-10-07
Also published as: HK1213362A1; SG11201505831TA; EP2942784A1; EP2942784A4; CN105027229A; US20150364814A1; WO2014119000A1

Abstract

플렉소 인쇄에 의해 평균 입경 20㎚ 이하의 은 입자 50∼70질량％를 포함하는 은 입자 분산액을 기판에 도포한 후에 소성함으로써, 10∼50체적％의 은 입자의 소결체를 포함하고, 또한 체적 저항률이 3∼100μΩ·㎝이며, 표면 저항률이 0.5Ω/□ 이하이며, 두께가 1∼6㎛인 은 도전막을 제조하여, 전기 특성 및 굴곡성이 우수한 IC 태그용 안테나 등의 도전 회로를 저렴하게 대량 생산 가능한 은 도전막을 제공한다.

Description

은 도전막 및 그 제조 방법 {SILVER CONDUCTIVE FILM AND METHOD FOR PRODUCING SAME}

본 발명은, 은 도전막 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 무선 통신용의 IC 태그용 안테나 등의 도전 회로의 형성에 사용하는 은 도전막 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

무선 통신용의 IC 태그(이하 「IC 태그」라 함)는, RFID[Radio Frequency IDentification(무선 통신에 의한 개체 식별 기술)]의 1종이며, 식별 번호 등의 데이터를 기억하는 반도체 칩과, 전파를 송수신하기 위한 안테나를 구비한 박형이며 경량의 소형 전자 장치이다.

이러한 IC 태그는, 물류 관리 등의 여러 분야에 있어서 다양한 사용 환경에서 널리 이용되는 것이 기대되고 있고, 대량 생산에 의해 제조 비용을 저감시켜 보급시키는 것이 요망되고 있다. 또한, IC 태그용 안테나는, 데이터 송수신 가능 거리(통신 거리)를 확대하고, 송수신 시의 데이터 손실을 저감시키기 위해, 전기 저항이 낮은 것이 필요하다. 또한, IC 태그는,(예를 들어, 수송 용기의 트래킹, 트레이서빌러티, 위치 정보의 관리나, 론드리 태그와 같이 의류 세탁 업자에 의한 의류의 관리 등의) 다양한 물류 관리 등의 분야에 있어서 사용되므로, 사용 환경에 의해 반복하여 절곡되는 장면이 많으므로, 반복하여 절곡되어도, 안테나의 금속 피로에 의한 단선이나 전기 저항의 증대 등, 안테나의 특성의 열화에 의해 IC 태그로서 사용할 수 없게 되는 것을 방지할 필요가 있으므로, 굴곡성이 양호한 것이 필요하다.

IC 태그용 안테나 회로(도전 회로)를 형성하는 방법으로서, 구리선의 코일이나 철사를 안테나로서 이용하는 방법, 구리박이나 알루미늄박 등의 금속박을 기재에 전사하는 방법, 플라스틱 필름 등의 기재에 적층한 금속박에 내에칭성 잉크를 안테나 회로 패턴 인쇄하여 마스킹한 후에 금속박을 에칭하는 방법 등이 있다.

그러나, 이들 방법에서는, 생산성에 제한이 있고, 대량 생산에는 적합하지 않으므로, 제조 비용을 더 저감시키는 것이 곤란하다. 또한, 이들 방법 중, 금속박을 기재에 전사하는 방법이나 금속박을 에칭하는 방법에서는, 금속박이 압연 등에 의해 제조되고 있지만, 금속박 중의 금속의 비율이 거의 100％로 높은 값이므로, 금속박에 의해 안테나 회로가 형성된 IC 태그는, 전기 특성이 양호해지지만, 굴곡성이 나빠진다고 하는 문제가 있다. 또한, 금속박에 의해 안테나 회로가 형성된 IC 태그에서는, 일반적으로 막 두께 10∼50㎛ 정도의 금속박이 사용되고 있지만, 금속박이 지나치게 두꺼우면, 금속판의 성질에 가까워져 기재와의 밀착성이 저하되고, IC 태그의 굴곡 시에 금속박이 기재로부터 박리될 가능성이 있다. 또한, 금속박 중의 금속의 비율이 높으므로, IC 태그의 굴곡 시에 굴곡면에 응력이 집중하게 되어, 굴곡면에 크랙이 발생하기 쉬워지고, 그 결과, 전기 특성의 악화나 단선이 발생하고, IC 태그용 안테나로서 기능하지 않게 된다. 한편, IC 태그의 굴곡성을 향상시키기 위해, 금속박 대신에 금속 성분과 수지 성분을 포함하는 도전막을 사용하여 금속의 비율을 저하시키면, 일반적으로 응력 완화에 의해 굴곡성을 향상시킬 수 있지만, 금속 성분의 양이 저하됨으로써, 전기 저항이 악화되어, IC 태그용 안테나로서 충분한 특성을 만족시키지 않게 된다.

금속박을 사용하지 않고 기재와의 밀착성이 양호한 도전 회로를 형성하는 IC 태그용 안테나를 제조하는 방법으로서, 40질량％ 이하의 은 입자를 포함하는 수성 도전성 잉크를, 플렉소 인쇄에 의해 필름 형상 기재의 표면에 도포하여 건조시킴으로써, 필름 형상 기재의 표면에 두께 0.1∼0.5㎛의 도전막을 형성하여 IC 태그용 안테나를 제조하는 방법이 제안되어 있다(예를 들어, 일본 특허 출원 공개 제2010-268073호 공보 참조).

일본 특허 출원 공개 제2010-268073호 공보의 방법에서는, 전기 저항이 낮은 IC 태그용 안테나를 대량 생산하여 제조 비용을 저감시킬 수 있지만, 은 입자의 함유량이 적은 도전성 잉크를 사용하여 두께 0.1∼0.5㎛의 얇은 도전막을 형성하고 있고, 도전막 중의 은의 비율이 거의 100％로 높으므로, 금속박을 기재에 전사하는 방법이나 금속박을 에칭하는 방법과 마찬가지로, 굴곡성이 나쁘다고 하는 문제가 있다.

따라서, 본 발명은 상술한 종래의 문제점에 비추어, 전기 특성 및 굴곡성이 우수한 IC 태그용 안테나 등의 도전 회로를 저렴하게 대량 생산 가능한 은 도전막 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해 예의 연구한 결과, 10∼50체적％의 은 입자의 소결체를 포함하고, 또한 체적 저항률이 3∼100μΩ·㎝인 은 도전막을 제조함으로써, 전기 특성 및 굴곡성이 우수한 IC 태그용 안테나 등의 도전 회로를 저렴하게 대량 생산 가능한 은 도전막을 제조할 수 있는 것을 발견하고, 본 발명을 완성하는 것에 이르렀다.

즉, 본 발명에 의한 은 도전막은, 10∼50체적％의 은 입자의 소결체를 포함하고, 또한 체적 저항률이 3∼100μΩ·㎝인 것을 특징으로 한다. 이 은 도전막 중에 포함되는 은 입자의 소결체의 양이 30∼50체적％인 것이 바람직하다. 또한, 이 은 도전막의 표면 저항률이 0.5Ω/□ 이하인 것이 바람직하고, 두께가 1∼6㎛인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 의한 은 도전막의 제조 방법은, 50∼70질량％의 은 입자를 포함하는 은 입자 분산액을 기판에 도포한 후에 소성함으로써, 상기한 은 도전막을 기판 상에 형성하는 것을 특징으로 한다. 이 은 도전막의 제조 방법에 있어서, 은 입자 분산액의 기판에의 도포가, 플렉소 인쇄에 의해 행해지는 것이 바람직하고, 플렉소 인쇄를 복수회 반복함으로써 행해지는 것이 바람직하고, 플렉소 인쇄를 2∼4회 반복함으로써 행해지는 것이 더욱 바람직하다. 또한, 이 은 도전막의 제조 방법에 있어서, 은 입자의 평균 입경이 20㎚ 이하인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 의한 RFID 태그용 안테나는, 상기한 은 도전막에 의해 형성된다. 또한, 본 발명에 의한 RFID 태그는, 상기한 은 도전막에 의해 형성된 RFID 태그용 안테나와, IC 칩을 구비하고 있다.

또한, 본 명세서 중에 있어서, 「은 입자의 평균 입경」이라 함은, 은 입자의 투과형 전자 현미경 사진(TEM상)에 의한 1차 입자 직경의 평균값인 1차 입자 평균 직경을 말한다.

본 발명에 따르면, 전기 특성 및 굴곡성이 우수한 IC 태그용 안테나 등의 도전 회로를 저렴하게 대량 생산 가능한 은 도전막을 제조할 수 있다.

도 1은 실시예 및 비교예에 있어서 기재 상에 Ag 잉크를 인쇄한 형상을 설명하는 도면.
도 2는 실시예 및 비교예에 있어서 제작한 도전막을 사용하여 제작한 다이폴 안테나를 개략적으로 도시하는 도면.
도 3은 실시예 및 비교예에 있어서 사용한 굴곡 시험용 샘플을 개략적으로 도시하는 도면.
도 4는 실시예 및 비교예에 있어서 행한 굴곡 시험을 설명하는 도면이며, (b)는 (a)의 점선의 원으로 둘러싸인 부분을 확대한 굴곡 시험용 샘플을 개략적으로 도시하는 도면.

본 발명에 의한 은 도전막의 실시 형태는, 10∼50체적％의 은 입자의 소결체를 포함하고, 또한 체적 저항률이 3∼100μΩ·㎝이다. 은 도전막 중의 은 입자의 소결체의 양이 10체적％ 미만에서는, 은 도전막 중의 은 입자의 소결체의 양이 지나치게 적어 도전성이 악화되고, IC 태그용 안테나의 형성에 사용한 경우에, IC 태그용 안테나로서 기능하지 않게 된다. 한편, 은 도전막 중의 은 입자의 양이 50체적％를 초과하면, IC 태그용 안테나의 형성에 사용한 경우에, IC 태그의 굴곡 시에 굴곡면에 응력이 집중하게 되어, 굴곡면에 크랙이 발생하기 쉬워진다. 그 결과, 전기 특성의 악화나 단선이 발생하기 쉬워지고, IC 태그용 안테나로서 기능하지 않을 가능성이 높아진다. 특히, 은 도전막 중의 은 입자의 양이 30∼50체적％이면, IC 태그용 안테나의 형성에 사용한 경우에, 주파수 955㎒의 통신 거리가(종래의 통신 거리와 동등 이상의) 4.0m 이상으로 되고, 또한 굴곡성도 양호하므로, 은 도전막 중의 은 입자의 양이 30∼50체적％인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 은 도전막의 체적 저항률이 3∼100μΩ·㎝의 범위에서는, IC 태그용 안테나의 형성에 사용한 경우에, 통신 거리를 길게 하여 리더 라이터와의 IC 태그의 데이터의 송수신을 확실하게 행할 수 있으므로, IC 태그용 안테나에 의한 송수신 시의 데이터 손실이 발생하기 어려워진다.

또한, 이 은 도전막의 표면 저항률은 0.5Ω/□ 이하인 것이 바람직하다. 은 도전막의 표면 저항률이 0.5Ω/□ 이하의 범위에서는, IC 태그용 안테나의 형성에 사용한 경우에, 통신 거리를 길게 하여 리더 라이터와의 IC 태그의 데이터의 송수신을 확실하게 행할 수 있으므로, IC 태그용 안테나에 의한 송수신 시의 데이터 손실이 발생하기 어려워진다.

또한, 이 은 도전막의 두께는 1∼6㎛인 것이 바람직하다. 은 도전막의 두께는, 얇아질수록 비용적으로 유리해지지만, 1㎛ 미만으로 되면, IC 태그용 안테나 등의 형성에 사용한 경우에, 표피 효과에 의해 UHF대에 있어서의 전기 저항이 증대되어 통신 거리가 짧아진다.

또한, 본 발명에 의한 은 도전막의 제조 방법의 실시 형태에서는, 50∼70질량％의 은 입자를 포함하는 은 입자 분산액을 기판에 도포한 후에 소성함으로써, 상기한 은 도전막을 기판 상에 형성한다. 은 입자 분산액 중의 은 입자의 함유량이 50질량％ 미만에서는, 상기한 은 도전막을 기판 상에 형성하기 어려워지고, 은 도전막 중의 은 입자의 소결체의 양이 지나치게 적으므로 도전성이 악화되어 전기 저항이 높아지고, 70질량％를 초과하면, 은 입자 분산액의 점도가 높아져, 플렉소 인쇄 등에 의해 도포하는 것이 곤란해진다.

이 은 도전막의 제조 방법에 있어서, 은 입자 분산액의 기판에의 도포가, 플렉소 인쇄에 의해 행해지는 것이 바람직하고, 플렉소 인쇄를 복수회 반복함으로써 행해지는 것이 바람직하다. 특히, 플렉소 인쇄를 2∼4회 반복하면, 기판 상에 형성되는 은 도전막 중의 은 입자의 소결체의 양과 은 도전막의 전기 저항의 밸런스가 양호해지므로, 플렉소 인쇄를 2∼4회 반복하는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 이 은 도전막의 제조 방법에 있어서, 은 입자의 평균 입경이 20㎚ 이하인 것이 바람직하고, 5∼15㎚인 것이 바람직하다. 은 입자의 평균 입경이 수 ㎚∼수십 ㎚ 정도로 되면, 비표면적이 커져 융점이 극적으로 저하되므로, 300℃ 이하의 저온에서 소성해도 은 입자끼리를 소결시킬 수 있지만(즉, 은 나노 입자의 저온 소결성을 얻을 수 있지만), 은 입자의 평균 입경이 20㎚보다 커지면, 은 나노 입자의 저온 소결성을 얻는 것이 곤란해진다.

또한, 은 입자의 평균 입경(1차 입자 평균 직경)은, 예를 들어 60질량％의 Ag 입자(평균 입경 10㎚의 은 입자)와 3.0질량％의 염화비닐 코폴리머 라텍스와 2.0질량％의 폴리우레탄 시크너와 2.5질량％의 프로필렌글리콜을 포함하는 Ag 잉크(피켐 어소시에이츠 잉크사제의 PFI-700형) 등의 은 입자를 포함하는 Ag 잉크 2질량부를 시클로헥산 96질량부와 올레산 2질량부의 혼합 용액에 첨가하고, 초음파에 의해 분산시킨 후, 얻어진 분산 용액을 지지막이 형성된 Cu 마이크로 그리드에 적하하여 건조시키고, 이 마이크로 그리드 상의 은 입자를 투과형 전자 현미경[니혼 덴시(日本電子) 가부시끼가이샤제의 JEM-100CXMark-II형]에 의해 가속 전압 100㎸로서 명시야에서 관찰한 상을 배율 300,000배로 촬영하고, 얻어진 TEM상으로부터 산출할 수 있다. 이 은 입자의 1차 입자 평균 직경의 산출은, 예를 들어 화상 해석 소프트[아사히 가세이(旭化成) 엔지니어링 가부시끼가이샤제의 A조우군(등록 상표)]를 사용하여 행할 수 있다. 이 화상 해석 소프트는, 색의 농담으로 개개의 입자를 식별하여 해석하는 것이며, 예를 들어 300,000배의 TEM상에 대해 「입자의 명도」를 「암」, 「잡음 제거 필터」를 「유」, 「원형 임계값」을 「20」, 「겹침도」를 「50」으로 하는 조건에서 원형 입자 해석을 행하여, 200개 이상의 입자에 대해 1차 입자 직경을 측정하고, 그 수 평균 직경을 구하여 1차 입자 평균 직경으로 할 수 있다. 또한, TEM상 중에 응결 입자나 이형 입자가 다수 있는 경우에는, 측정 불가능으로 하면 된다.

이하, 본 발명에 의한 은 도전막 및 그 제조 방법의 실시예에 대해 상세하게 설명한다.

실시예 1∼4

우선, 60질량％의 Ag 입자(평균 입경 10㎚의 은 입자)와, 3.0질량％의 염화비닐 코폴리머 라텍스와, 2.0질량％의 폴리우레탄 시크너와, 2.5질량％의 프로필렌글리콜을 포함하는 Ag 잉크(피켐 어소시에이츠 잉크사제의 PFI-700형)를 준비하였다.

다음으로, 플렉소 인쇄기[니혼 덴시 세이끼(日本電子精機) 가부시끼가이샤제의 다목적 미세 인쇄기 JEM Flex]와, 플렉소 인쇄판[가부시끼가이샤 와따나베 고산도(渡邊護三堂)제, 인쇄판의 재질은 아사히 가세이 가부시끼가이샤제의 판상 감광성 수지 AWP 그레이드 DEF, 표면 가공 150라인, 96DOT％]을 사용하고, 아니록스 용량 8cc/㎡(400선/인치), 인쇄 속도 20m/분, 인쇄 횟수를 각각 1회(실시예 1), 2회(실시예 2), 3회(실시예 3) 및 4회(실시예 4)로 하여, 기재[듀퐁 테이진 필름사제의 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트) 필름 멜리넥스 545(Melinex:등록 상표)](10) 상에, 도 1에 도시하는 바와 같이, 3㎝×15㎝ 정도의 크기의 대략 직사각형의 5매의 막(12)을 형성하도록 상기한 Ag 잉크를 인쇄한 후, 핫 플레이트 상에서 인쇄물을 140℃에서 30초간 열처리하여 소성함으로써 도전막(은 도전막)을 얻었다.

다음으로, 제작한 도전막을 기판과 함께 5.0㎜×78.5㎜의 크기의 2매의 대략 직사각형으로 절단하고, 도 2에 도시하는 바와 같이, 점착성 박리 필름(린텍 가부시끼가이샤제의 형식 PET38) 상에 접착하여 다이폴 안테나(14)를 제작한 후, 이 다이폴 안테나(14)의 IC 칩 실장부에 이방성 도전 접착제(ACP)[교세라 케미컬 가부시끼가이샤제의 TAP0604C(Au/Ni 코트 폴리머 입자)]를 얇게 도포하고, 이 ACP 상에 IC 칩(Impinj사제의 Monza2)(16)을 배치하고, 열 압착 장치(MUHLBAUER사제의 TTS300)에 의해 160℃의 온도에서 1.0N의 압력을 가하여 10초간 밀착시키고, IC 칩(16)을 다이폴 안테나(14)에 고정하여 접속시킴으로써, 다이폴 안테나(14)에 IC 칩(16)을 실장하였다.

이와 같이 하여 제작한 IC 칩 실장 다이폴 안테나에 대해, 도전막의 막 두께, 전기 저항(라인 저항) 및 표면 저항률을 측정함과 함께, 도전막의 체적 저항률 및 도전막 중의 금속(Ag)의 비율을 산출하였다.

도전막의 막 두께는, 레이저 마이크로스코프(KEYENCE사제의 형식 VK-9700)을 사용하여, 도전막이 형성된 기재의 표면과 도전막의 표면의 고저차를 100개소 측정하고, 평균값을 산출함으로써 구하였다. 그 결과, 도전막의 막 두께는, 실시예 1에서는 1.4㎛, 실시예 2에서는 2.1㎛, 실시예 3에서는 3.0㎛, 실시예 4에서는 3.6㎛였다.

도전막의 전기 저항(라인 저항)은, 다이폴 안테나의 한쪽의 도전막(5.0㎜×78.5㎜)의 길이 방향의 전기 저항을 테스터(CUSTOM사제의 형식 CDM-03D)에 의해 측정하였다. 그 결과, 도전막의 전기 저항은, 실시예 1에서는 5.0Ω, 실시예 2에서는 1.3Ω, 실시예 3에서는 0.8Ω, 실시예 4에서는 0.6Ω였다.

도전막의 표면 저항률은, 도전막을 2.0㎝×2.0㎝의 크기로 커트하고, 표면 저항률 측정기[미쯔비시 가가꾸(三菱化學) 어널리테크 가부시끼가이샤제의 로레스타 GP]를 사용하여, 4단자법에 의해 측정하였다. 그 결과, 도전막의 표면 저항률은, 실시예 1에서는 0.25Ω/□, 실시예 2에서는 0.06Ω/□, 실시예 3에서는 0.03Ω/□, 실시예 4에서는 0.02Ω/□였다.

도전막의 체적 저항률은, 도전막의 막 두께, 전기 저항 및 면적[다이폴 안테나의 한쪽의 도전막의 면적(5.0㎜×78.5㎜)]으로부터 구하였다. 그 결과, 도전막의 체적 저항률은, 실시예 1에서는 44.6μΩ·㎝, 실시예 2에서는 17.4μΩ·㎝, 실시예 3에서는 15.3μΩ·㎝, 실시예 4에서는 13.6μΩ·㎝였다.

도전막 중의 금속(Ag)의 비율은, 인쇄 면적 2.6㎝×13.1㎝의 도전막을(기지의 중량의) 농질산 용액에 용해하고, 용액 중의 Ag 농도를 ICP 발광 분석법에 의해 구하여, 도전막 중의 Ag의 중량(g)을 산출한 후, Ag의 밀도 10.5g/㎤로부터 Ag의 체적(㎤)을 구함과 함께, 도전막의 막 두께와 인쇄 면적(2.6㎝×13.1㎝)으로부터 도전막의 체적을 구하고, Ag의 체적(㎤)×100/도전막의 체적(㎤)으로부터 산출하였다. 그 결과, 도전막 중의 Ag의 비율은, 실시예 1에서는 22.4체적％, 실시예 2에서는 31.0체적％, 실시예 3에서는 37.1체적％, 실시예 4에서는 48.3체적％였다.

다음으로, 제작한 IC 칩 실장 다이폴 안테나에 대해, 전파 암상자(마이크로닉스사제의 MY1530) 중에 있어서, 통신 거리 측정기(Voyantic사제의 tagformance)를 사용하여, 800㎒∼1100㎒의 주파수 영역(ISO/IEC 18000-6C 규격에 준거)의 통신 거리(Theoretical read range forward)를 측정하였다. 또한, 이 측정에 앞서, 이 조건에 있어서의 환경 설정(tagformance 부속의 레퍼런스 태그에 의한 설정)을 행하였다. 그 결과, 주파수 955㎒의 통신 거리는, 실시예 1에서는 3.8m, 실시예 2에서는 4.2m, 실시예 3에서는 4.4m, 실시예 4에서는 4.2m였다.

다음으로, 도 3에 도시하는 바와 같이, 본 실시예에서 제작한 도전막을 5.0㎜×20.0㎜의 크기의 대략 직사각형의 도전막(12')으로 절단하여, 점착성 박리 필름(린텍 가부시끼가이샤제의 형식 PET38)(18) 상에 접착하여 굴곡 시험용 샘플(20)을 제작하였다. 이 굴곡 시험용 샘플(20)의 도전막(12')의 부분을, 도 4에 도시하는 바와 같이, R＝0.5㎜의 철제의 기둥(22)에 5.0N의 힘으로 문질러, 90° 굴곡시킨 상태에서 화살표 방향으로 10㎝ 움직이게 하는 동작을 각각 10회, 100회 및 500회 행한 후의 라인 저항(테스터)을 측정하고, 각각의 (동작 후의 라인 저항×100/시험 전의 라인 저항)으로부터 저항 악화율(라인 저항이 변화하지 않는 경우에는 100％)을 구하였다. 그 결과, 저항 악화율은, 실시예 1 및 2에서는 10회 후, 100회 후, 500회 후 모두 100％이며, 실시예 3에서는 10회 후 및 100회 후에서 100％, 500회 후에서 125％이며, 실시예 4에서는 10회 후에서 100％, 100회 후에서 150％, 500회 후에서 180％였다.

이들 실시예 1∼4의 조건 및 결과를 표 1∼표 3에 나타낸다.

비교예 1, 실시예 5∼7

우선, 실시예 1∼4에서 사용한 Ag 잉크에, 염화비닐 코폴리머 라텍스와 폴리우레탄 시크너와 프로필렌글리콜을 첨가하여, 50질량％의 Ag 입자(평균 입경 10㎚의 은 입자)와, 18.4질량％의 염화비닐 코폴리머 라텍스와, 2.0질량％의 폴리우레탄 시크너와, 2.5질량％의 프로필렌글리콜을 포함하는 Ag 잉크를 준비하였다.

이 Ag 잉크를 사용한 것 이외는, 실시예 1∼4와 마찬가지의 방법에 의해, 인쇄 횟수를 각각 1회(비교예 1), 2회(실시예 5), 3회(실시예 6) 및 4회(실시예 7)로 하여, 도전막을 얻은 후, IC 칩 실장 다이폴 안테나 및 굴곡 시험용 샘플을 제작하고, 도전막의 막 두께, 전기 저항 및 표면 저항률을 측정함과 함께, 도전막의 체적 저항률 및 도전막 중의 Ag의 비율을 산출하였다. 또한, 실시예 1∼4와 마찬가지의 방법에 의해, IC 칩 실장 다이폴 안테나의 통신 거리를 측정함과 함께, 굴곡 시험용 샘플의 저항 악화율을 구하였다.

그 결과, 도전막의 막 두께는, 비교예 1에서는 1.7㎛, 실시예 5에서는 2.5㎛, 실시예 6에서는 3.4㎛, 실시예 7에서는 4.8㎛이며, 도전막의 전기 저항은, 비교예 1에서는 오버로드(OL)로 측정 불가능, 실시예 5에서는 5.0Ω, 실시예 6에서는 2.5Ω, 실시예 7에서는 1.5Ω이며, 도전막의 표면 저항률은, 비교예 1에서는 오버로드(OL)로 측정 불가능, 실시예 5에서는 0.43Ω/□, 실시예 6에서는 0.18Ω/□, 실시예 7에서는 0.10Ω/□였다. 또한, 도전막의 체적 저항률은, 비교예 1에서는 오버로드(OL)로 산출 불가능, 실시예 5에서는 78.7μΩ·㎝, 실시예 6에서는 53.5μΩ·㎝, 실시예 7에서는 46.1μΩ·㎝였다. 또한, 도전막 중의 Ag의 비율은, 비교예 1에서는 8.5체적％, 실시예 5에서는 15.5체적％, 실시예 6에서는 17.5체적％, 실시예 7에서는 18.8체적％였다. 또한, 주파수 955㎒의 통신 거리는, 비교예 1에서는 0.0m, 실시예 5에서는 3.7m, 실시예 6에서는 3.7m, 실시예 7에서는 3.8m였다. 또한, 저항 악화율은, 비교예 1에서는 오버로드(OL)로 산출 불가능하며, 실시예 5∼7에서는 10회 후, 100회 후, 500회 후 모두 100％였다.

이들 실시예 5∼7 및 비교예 1의 조건 및 결과를 표 1∼표 3에 나타낸다.

실시예 8∼10, 비교예 2

우선, 실시예 1∼4에서 사용한 Ag 잉크를 3000rpm으로 10분간 원심 분리 처리를 행한 후, 상등액을 제거하여, Ag 입자의 농도를 70질량％로 조정한 Ag 잉크를 준비하였다.

이 Ag 잉크를 사용한 것 이외는, 실시예 1∼4와 마찬가지의 방법에 의해, 인쇄 횟수를 각각 1회(실시예 8), 2회(실시예 9), 3회(실시예 10) 및 4회(비교예 2)로 하여, 도전막을 얻은 후, IC 칩 실장 다이폴 안테나 및 굴곡 시험용 샘플을 제작하고, 도전막의 막 두께, 전기 저항 및 표면 저항률을 측정함과 함께, 도전막의 체적 저항률 및 도전막 중의 Ag의 비율을 산출하였다. 또한, 실시예 1∼4와 마찬가지의 방법에 의해, IC 칩 실장 다이폴 안테나의 통신 거리를 측정함과 함께, 굴곡 시험용 샘플의 저항 악화율을 구하였다.

그 결과, 도전막의 막 두께는, 실시예 8에서는 1.7㎛, 실시예 9에서는 2.5㎛, 실시예 10에서는 2.8㎛, 비교예 2에서는 3.1㎛이며, 도전막의 전기 저항은, 실시예 8에서는 3.1Ω, 실시예 9에서는 1.1Ω, 실시예 10에서는 0.6Ω, 비교예 2에서는 0.4Ω이며, 도전막의 표면 저항률은, 실시예 8에서는 0.19Ω/□, 실시예 9에서는 0.06Ω/□, 실시예 10에서는 0.03Ω/□, 비교예 2에서는 0.01Ω/□였다. 또한, 도전막의 체적 저항률은, 실시예 8에서는 32.8μΩ·㎝, 실시예 9에서는 17.4μΩ·㎝, 실시예 10에서는 10.8μΩ·㎝, 비교예 2에서는 7.9μΩ·㎝였다. 또한, 도전막 중의 Ag의 비율은, 실시예 8에서는 25.6체적％, 실시예 9에서는 32.7체적％, 실시예 10에서는 43.3체적％, 비교예 2에서는 54.7체적％였다. 또한, 주파수 955㎒의 통신 거리는, 실시예 8에서는 3.8m, 실시예 9에서는 4.2m, 실시예 10에서는 4.2m, 비교예 2에서는 4.4m였다. 또한, 저항 악화율은, 실시예 8에서는 10회 후, 100회 후, 500회 후 모두 100％이며, 실시예 9에서는 10회 후 및 100회 후에서 100％, 500회 후에서 120％이며, 실시예 10에서는 10회 후에서 100％, 100회 후에서 110％, 500회 후에서 150％이며, 비교예 2에서는 10회 후에서 100％, 100회 후에서 350％, 500회 후에서 1200％였다.

이들 실시예 8∼10 및 비교예 2의 조건 및 결과를 표 1∼표 3에 나타낸다.

실시예 11∼13, 비교예 3, 4

아니록스 용량 20cc/㎡(150선/인치)로 한 것 이외에는, 실시예 1∼4와 마찬가지의 방법에 의해, 인쇄 횟수를 각각 1회(실시예 11), 2회(실시예 12), 3회(실시예 13), 4회(비교예 3) 및 8회(비교예 4)로 하여, 도전막을 얻은 후, IC 칩 실장 다이폴 안테나 및 굴곡 시험용 샘플을 제작하고, 도전막의 막 두께, 전기 저항 및 표면 저항률을 측정함과 함께, 도전막의 체적 저항률 및 도전막 중의 Ag의 비율을 산출하였다. 또한, 실시예 1∼4와 마찬가지의 방법에 의해, IC 칩 실장 다이폴 안테나의 통신 거리를 측정함과 함께, 굴곡 시험용 샘플의 저항 악화율을 구하였다.

그 결과, 도전막의 막 두께는, 실시예 11에서는 2.2㎛, 실시예 12에서는 3.6㎛, 실시예 13에서는 5.6㎛, 비교예 3에서는 7.5㎛, 비교예 4에서는 11.4㎛이며, 도전막의 전기 저항은, 실시예 11에서는 1.1Ω, 실시예 12에서는 0.5Ω, 실시예 13에서는 0.1Ω, 비교예 3에서는 0.1Ω, 비교예 4에서는 0.1Ω이며, 도전막의 표면 저항률은, 실시예 11에서는 0.06Ω/□, 실시예 12에서는 0.02Ω/□, 실시예 13에서는 0.01Ω/□, 비교예 3에서는 0.01Ω/□, 비교예 4에서는 0.01Ω/□였다. 또한, 도전막의 체적 저항률은, 실시예 11에서는 15.4μΩ·㎝, 실시예 12에서는 11.5μΩ·㎝, 실시예 13에서는 3.6μΩ·㎝, 비교예 3에서는 4.8μΩ·㎝, 비교예 4에서는 7.3μΩ·㎝였다. 또한, 도전막 중의 Ag의 비율은, 실시예 11에서는 28.5체적％, 실시예 12에서는 38.5체적％, 실시예 13에서는 49.2체적％, 비교예 3에서는 54.9체적％, 비교예 4에서는 70.1체적％였다. 또한, 주파수 955㎒의 통신 거리는, 실시예 11에서는 3.9m, 실시예 12에서는 4.2m, 실시예 13에서는 4.5m, 비교예 3에서는 4.5m, 비교예 4에서는 4.7m였다. 또한, 저항 악화율은, 실시예 11에서는 10회 후, 100회 후, 500회 후 모두 100％이며, 실시예 12에서는 10회 후 및 100회 후에서 100％, 500회 후에서 125％이며, 실시예 13에서는 10회 후에서 100％, 100회 후에서 150％, 500회 후에서 180％이며, 비교예 3에서는 10회 후에서 200％, 100회 후에서 400％, 500회 후에서 1400％였다. 또한, 비교예 4에서는, 10회 이내에 단선하였으므로, 저항 악화율을 구할 수 없었다.

이들 실시예 11∼13 및 비교예 3∼4의 조건 및 결과를 표 1∼표 3에 나타낸다.

비교예 5∼8

우선, 실시예 1∼4에서 사용한 Ag 잉크에, 염화비닐 코폴리머 라텍스와 폴리우레탄 시크너와 프로필렌글리콜을 첨가하여, 40질량％의 Ag 입자(평균 입경 10㎚의 은 입자)와, 33.8질량％의 염화비닐 코폴리머 라텍스와, 2.0질량％의 폴리우레탄 시크너와, 2.5질량％의 프로필렌글리콜을 포함하는 Ag 잉크를 준비하였다.

이 Ag 잉크를 사용한 것 이외는, 실시예 1∼4와 마찬가지의 방법에 의해, 인쇄 횟수를 각각 1회(비교예 5), 2회(비교예 6), 3회(비교예 7) 및 4회(비교예 8)로 하여, 도전막을 얻은 후, IC 칩 실장 다이폴 안테나 및 굴곡 시험용 샘플을 제작하고, 도전막의 막 두께, 전기 저항 및 표면 저항률을 측정함과 함께, 도전막의 체적 저항률 및 도전막 중의 Ag의 비율을 산출하였다. 또한, 실시예 1∼4와 마찬가지의 방법에 의해, IC 칩 실장 다이폴 안테나의 통신 거리를 측정함과 함께, 굴곡 시험용 샘플의 저항 악화율을 구하였다.

그 결과, 도전막의 막 두께는, 비교예 5에서는 1.5㎛, 비교예 6에서는 2.4㎛, 비교예 7에서는 3.6㎛, 비교예 8에서는 5.0㎛이며, 도전막의 전기 저항은, 비교예 5에서는 오버로드(OL)로 측정 불가능, 비교예 6에서는 280.0Ω, 비교예 7에서는 75.0Ω, 비교예 8에서는 36.0Ω이며, 도전막의 표면 저항률은, 비교예 5에서는 오버로드(OL)로 측정 불가능, 비교예 6에서는 114.0Ω/□, 비교예 7에서는 35.5Ω/□, 비교예 8에서는 7.4Ω/□였다. 또한, 도전막의 체적 저항률은, 비교예 5에서는 오버로드(OL)로 산출 불가능, 비교예 6에서는 4280μΩ·㎝, 비교예 7에서는 1705μΩ·㎝, 비교예 8에서는 1140μΩ·㎝였다. 또한, 도전막 중의 Ag의 비율은, 비교예 5에서는 5.7체적％, 비교예 6에서는 6.4체적％, 비교예 7에서는 5.9체적％, 비교예 8에서는 7.0체적％였다. 또한, 주파수 955㎒의 통신 거리는, 비교예 5에서는 0.0m, 비교예 6에서는 0.0m, 비교예 7에서는 1.8m, 비교예 8에서는 2.1m였다. 또한, 저항 악화율은, 비교예 5에서는 오버로드(OL)로 산출 불가능하며, 비교예 6∼8에서는 10회 후, 100회 후, 500회 후 모두 100％였다.

이들 비교예 5∼8의 조건 및 결과를 표 1∼표 3에 나타낸다.

비교예 9∼10

실시예 1∼4에 있어서 얻어진 도전막 대신에 각각 두께 1㎛(비교예 9) 및 3㎛(비교예 10)의 Ag박[다께우찌 긴조꾸 하꾸훈 고교(竹內金屬箔粉工業) 가부시끼가이샤제, 100㎜×100㎜]을 절단하여 도전막(도전막 중의 Ag의 비율은 100％)으로서 사용한 것 이외는, 실시예 1∼4와 마찬가지의 방법에 의해, IC 칩 실장 다이폴 안테나 및 굴곡 시험용 샘플 및 굴곡 시험용 샘플을 제작하고, 도전막의 전기 저항 및 표면 저항률을 측정함과 함께, 도전막의 체적 저항률을 산출하였다. 또한, 실시예 1∼4와 마찬가지의 방법에 의해, IC 칩 실장 다이폴 안테나의 통신 거리를 측정함과 함께, 굴곡 시험용 샘플의 저항 악화율을 구하였다.

그 결과, 도전막의 전기 저항은, 비교예 9에서는 0.2Ω, 비교예 10에서는 0.1Ω이며, 도전막의 표면 저항률은, 비교예 9에서는 0.01Ω/□, 비교예 10에서는 0.01Ω/□였다. 또한, 도전막의 체적 저항률은, 비교예 9에서는 1.6μΩ·㎝, 비교예 10에서는 1.9μΩ·㎝였다. 또한, 주파수 955㎒의 통신 거리는, 비교예 9에서는 4.0m, 비교예 10에서는 4.4m였다. 또한, 저항 악화율은, 비교예 9에서는 10회 후에서 100％, 100회 후에서 200％, 500회 후에서 800％이며, 비교예 10에서는 10회 후에서 100％, 100회 후에서 150％, 500회 후에서 400％였다.

이들 비교예 9∼10의 조건 및 결과를 표 1∼표 3에 나타낸다.

비교예 11∼13

실시예 1∼4에 있어서 얻어진 도전막 대신에 각각 두께 3㎛(비교예 11), 6㎛(비교예 12) 및 12㎛(비교예 13)의 Al박(다께우찌 긴조꾸 하꾸훈 고교 가부시끼가이샤제, 100㎜×100㎜)을 절단하여 도전막(도전막 중의 Al의 비율은 100％)으로서 사용한 것 이외는, 실시예 1∼4와 마찬가지의 방법에 의해, IC 칩 실장 다이폴 안테나 및 굴곡 시험용 샘플 및 굴곡 시험용 샘플을 제작하고, 도전막의 전기 저항 및 표면 저항률을 측정함과 함께, 도전막의 체적 저항률을 산출하였다. 또한, 실시예 1∼4와 마찬가지의 방법에 의해, IC 칩 실장 다이폴 안테나의 통신 거리를 측정함과 함께, 굴곡 시험용 샘플의 저항 악화율을 구하였다.

그 결과, 도전막의 전기 저항은, 비교예 11에서는 0.2Ω, 비교예 12에서는 0.2Ω, 비교예 13에서는 0.2Ω이며, 도전막의 표면 저항률은, 비교예 11∼13 모두 0.01Ω/□였다. 또한, 도전막의 체적 저항률은, 비교예 11에서는 3.8μΩ·㎝, 비교예 12에서는 7.6μΩ·㎝, 비교예 13에서는 15.3μΩ·㎝였다. 또한, 주파수 955㎒의 통신 거리는, 비교예 11에서는 4.4m, 비교예 12에서는 4.4m, 비교예 13에서는 4.4m였다. 또한, 저항 악화율은, 비교예 11에서는 10회 후에서 167％, 100회 후에서 633％, 500회 후에서 단선되고, 비교예 12에서는 10회 후에서 100％, 100회 후에서 100％, 500회 후에서 1200％이며, 비교예 13에서는 10회 후에는 100％, 100회 후에서 100％, 500회 후에서 800％였다.

이들 비교예 11∼13의 조건 및 결과를 표 1∼표 3에 나타낸다.

본 발명에 의한 은 도전막을 사용하여 형성된 IC 태그용 안테나 등의 RFID 태그용 안테나를 내장하여(IC 칩과 안테나를 포함함) 인레이를 제조하면, 실용적인 통신 거리의 IC 태그 등의 FEID 태그를 제조할 수 있다.

Claims

10∼50체적％의 은 입자의 소결체를 포함하고, 또한 체적 저항률이 3∼100μΩ·㎝인 것을 특징으로 하는 은 도전막.

제1항에 있어서,
상기 은 도전막 중에 포함되는 은 입자의 소결체의 양이 30∼50체적％인 것을 특징으로 하는 은 도전막.

제1항에 있어서,
상기 은 도전막의 표면 저항률이 0.5Ω/□ 이하인 것을 특징으로 하는 은 도전막.

제1항에 있어서,
상기 은 도전막의 두께가 1∼6㎛인 것을 특징으로 하는 은 도전막.

50∼70질량％의 은 입자를 포함하는 은 입자 분산액을 기판에 도포한 후에 소성함으로써, 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 은 도전막을 기판 상에 형성하는 것을 특징으로 하는 은 도전막의 제조 방법.

제5항에 있어서,
상기 은 입자 분산액의 기판에의 도포가, 플렉소 인쇄에 의해 행해지는 것을 특징으로 하는 은 도전막의 제조 방법.

제5항에 있어서,
상기 은 입자 분산액의 기판에의 도포가, 플렉소 인쇄를 복수회 반복함으로써 행해지는 것을 특징으로 하는 은 도전막의 제조 방법.

제5항에 있어서,
상기 은 입자 분산액의 기판에의 도포가, 플렉소 인쇄를 2∼4회 반복함으로써 행해지는 것을 특징으로 하는 은 도전막의 제조 방법.

제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 은 입자의 평균 입경이 20㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 은 도전막의 제조 방법.

제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 은 도전막에 의해 형성된 RFID 태그용 안테나.

제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 은 도전막에 의해 형성된 RFID 태그용 안테나와, IC 칩을 구비한 RFID 태그.