TWI505550B - 天線及通信機器以及天線之製造方法 - Google Patents

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Description

天線及通信機器以及天線之製造方法
本發明係關於天線(antenna)及通信機器以及天線之製造方法，特別是關於設置於面材之天線及具有設置有天線之面材的通信機器以及該天線的製造方法。
以往，於具有無線之收送信功能之包含個人電腦(personal computer)及行動電話等的各種通信機器中，係要求可對應較寬的頻率範圍，而且，不佔空間的天線。為了因應該要求，本發明之發明者，係揭示有一種於通信機器的外殼印刷天線的發明(例如參照專利文獻1)。
(專利文獻)
(專利文獻1) 日本特開2008-283587號公報(第5-6頁，第4圖)
專利文獻1所揭示之發明，係為藉由導電性油墨(ink)將天線圖樣(antenna pattern)印刷於被印刷體(例如行動電話的外表面等)，且於其上施行無電解鍍覆(electroless plating)及電解鍍覆(electroplating)，並進而於其上被覆裝飾塗層者，故能解決前述要求。
然而，因必須設置用以與被印刷體通電之接點，故會因要設置接點或要準備用以確實地通電之工具而造成作業程序增加，且因作業效率的降低而難以廉價地抑制製造成 本。此外，因成為用以通電之接點的範圍並未附著鍍層，故會有從未附著該鍍層的部份開始腐蝕(氧化)之可能性。因此，要求進一步減低製造成本及長期性品質之穩定對策。
此外，因導電性油墨混合有大量的金屬粉體，故導電性油墨層與無電解鍍覆層之間的密著性未必十分穩固，而會有因長期使用造成對於外觀之設計性及耐久性之可靠性有若干的不安。因此，有欲增加密著性以提升可靠性之要求。
本發明係為因應前述要求而研創者，其目的在於得到一種以簡單的作業而能提升品質之可靠性的天線、及具有該天線之通信機器以及天線之製造方法。
(1)本發明之天線係具有：於被印刷體印刷有預定之天線圖樣的打底印刷層、及施行於該打底印刷層之表面的無電解鍍覆層；前述打底印刷層係藉由包含具備預定之粒徑分布的複數個金屬粉體之油墨而形成；前述金屬粉體中之一部分粒子，係被包覆於形成前述打底印刷層的油墨層內；前述金屬粉體中之一部分粒子，係從形成前述打底印刷層的油墨層突出，並且將覆蓋該突出部分之油墨的一部分予以除去。
(2)於前述(1)之中，前述金屬粉體係以體積比30至70%包含於前述油墨。
(3)於前述(1)或(2)之中，前述無電解鍍覆層係藉由Cu而形成，並於包含該Cu之無電解鍍覆層的表面，形成包含Ni之無電解鍍覆層。
(4)於前述(3)之中，於前述包含Ni之無電解鍍覆層的表面，形成包含Au之無電解鍍覆層。
(5)於前述(1)至(4)之任一者中，前述金屬粉體係為Cu、Ni、Fe、Mg、Pd、Ag、Au或C之任一者的合金，或為Cu、Ni、Fe、Mg、Pd、Ag或Au之任一者的合金；前述金屬粉體中之大致95%的金屬粉體之粒徑係分布於0.04至50μm的範圍，前述金屬粉體中之大致40%的金屬粉體之粒徑係分布於5至30μm的範圍。
(6)本發明之通信機器係具有前述(1)至(5)中任一者所記載之天線。
(7)本發明之天線的製造方法，係包含：印刷步驟，係藉由包含具備預定之粒徑分布的複數個金屬粉體的油墨，將預定之天線圖樣的打底印刷層形成於被印刷體的表面；油墨除去步驟，係對於前述金屬粉體中之從形成前述打底印刷層的油墨層突出之金屬粉體，將覆蓋從前述油墨層突出部分之前述油墨的一部分予以除去；及無電解鍍覆步驟，係於前述打底印刷層之表面形成無電解鍍覆層。
(i)本發明之天線，係為於藉由包含金屬粉體之油墨 形成之打底印刷層的表面施行無電解鍍覆層者，故不須設置通電用之接點、或準備用以確實通電之工具，使作業變為簡單且迅速，而能廉價地抑制製造成本。此外，因為無接點，故沒有局部性未附著鍍層的範圍，不會有產生局部性腐蝕(氧化)的可能性。
此外，金屬粉體中之一部分的粒子被包覆於油墨層內(小粒子之一部分露出於油墨層的表面)，且金屬粉體中之一部分的粒子從油墨層突出，並且因覆蓋該突出部分之油墨的一部分被除去(大粒子之一部分亦會有覆蓋該突出部分之油墨未被除去者)，故與無電解鍍覆層之間的密著性良好，能謀求長期使用之外觀的設計性及耐久性之可靠性的提升。
再者，所謂前述「油墨」或「打底印刷層」之絕緣，並非指完全不通電(電阻值為大致無限大)，而係指相較於金屬粉體之電阻值具有較大的電阻，可另解讀為難導電或大電阻。
(ii)此外，本發明之通信機器係具有前述天線，故能廉價地抑制製造成本，並且能謀求對長期使用之外觀的設計性及耐久性之可靠性的提升。
 [實施形態1：天線]
第1圖係為說明本發明實施形態1之天線者，第1圖之(a)係為示意性顯示的剖面圖，第1圖之(b)係為將一部分(打底印刷層)予以示意性顯示的放大剖面圖，第2圖之 (a)係為顯示金屬粉體之累計形粒度分布(沉降法)之一例的分布柱狀圖，第2圖之(b)係為顯示金屬粉體之微分形粒度分布(沉降法)之一例的分布柱狀圖。
於第1圖之(a)中，天線10係具有於被印刷體1之表面印刷有預定的天線圖樣之打底印刷層2、及施行於打底印刷層2的表面之無電解鍍覆層3。
天線圖樣會因天線所要求之性能或被印刷體之形狀(大小等)而各式各樣，天線圖樣的線寬(與打底印刷層2的線寬、及無電解鍍覆層3的線寬相同)並非為特別限定者。
再者，所謂表面，並非限定於字面上之表面的意思，亦為包含背面、表側面、背側面、或該等面彼此連接之倒角面或隅角面者。
於第1圖之(b)中，打底印刷層2係由油墨2a與金屬粉體2b所形成，且於印刷有大致均勻厚度(例如7μm左右)之油墨2a的油墨層(以斜線表示)內，包覆有金屬粉體2b中之一部分的粒子(粒徑較油墨層的厚度小之粒子)。再者，即使為粒徑較油墨層的厚度小之粒子，亦會有其一部分露出於油墨層的表面者(參照第1圖之(b))。
此外，金屬粉體2b中之一部分的粒子(主要為粒徑較油墨層的厚度小之粒子)從油墨層突出，並且覆蓋突出部分的油墨2a之一部分係被除去。再者，亦有覆蓋突出部分的油墨未被除去之金屬粉體2b(參照第1圖之(b))。
例如，於第2圖之(a)及(b)中，金屬粉體2b係其大致95%的金屬粉體之粒徑分布於0.04至50μm的範圍，再者， 其中之大致40%金屬粉體之粒徑分布於5至30μm的範圍。再者，金屬粉體2b亦包含20μm以上之粒徑的粗粒粉或0.4μm以下的微細粉。
此外，金屬粉體2b係以體積比30至70%，較佳為以40至60%包含於油墨2a。因此，打底印刷層2相較於金屬粉體2b之電阻值具有較大的電阻，可說具有絕緣性。
而且，如同前述，由於將金屬粉體2b中之粒徑較大的粒子從油墨層突出的部分予以覆蓋之油墨2a之一部分被除去，因此藉由緩慢地進行無電鍍，打底印刷層2與無電解鍍覆層3之密著性會變為良好，能謀求對於長期使用之外觀的設計性及耐久性之可靠性的提升。
無電解鍍覆層3係藉由Cu或Ni而形成為厚度7至15μm，且其線寬為大致相同於打底印刷層2的線寬，故具備作為天線之功能。
再者，形成無電解鍍覆層3之材料(金屬)，並非為限定於Cu或Ni者，亦可為任何材料。
此外，於無電解鍍覆層3之表面，亦可進一步形成Au(金)之無電解鍍覆層。
再者，作為金屬粉體2b之材料(金屬)亦非為被限定者，可為Cu、Ni、Fe、Mg、Pd、Ag、Au或C之任一者，或Cu、Ni、Fe、Mg、Pd、Ag、Au或C之任一者的合金。而且，粒度(粒徑)分布並非限定於第2圖所示之一例之分布者。
[實施形態2：天線]
第3圖係為說明本發明實施形態2之天線的示意性顯 示之剖面圖。再者，對與實施形態1相同之部分或相當之部分賦予相同符號，並省略一部分的說明。
於第3圖中，天線20係具有於被印刷體1之表面印刷有預定的天線圖樣之打底印刷層2、施行於打底印刷層2的表面之無電解鍍覆層3、將無電解鍍覆層3的表面予以覆蓋之被覆面4、將除了由印刷體1之表面的打底印刷層2所覆蓋的範圍之外的範圍予以覆蓋之預備塗層5、及將被覆面4及預備塗層5予以覆蓋之裝飾塗層6。
被覆面4係為藉由含有5至30%(較佳為10%)矽酮油(silicone oil)所形成之被覆膜，在乾燥之狀態下，具有「排斥」預備塗層5之所謂的防水性。
預備塗層5係由乾燥狀態之被覆面4所排斥，且不會附著於被覆面4的表面，而實地印刷或塗布於除了被印刷體1之天線圖樣(被覆面4)的範圍者。預備塗層5之表面位置係被設為與被覆面4之表面位置相同，以使供施行裝飾塗層6的面成為均勻的面(沒有凹凸的面)者，故只要為與被印刷面1及裝飾塗層6的密著性良好者，則並非為限定其材質者。
裝飾塗層6係藉由極薄塗料來覆蓋被覆面4及預備塗層5者，會因設計性要求等而重疊1層或複數層。再者，在施行裝飾塗層6之前，對被覆面4之表面賦予濕潤性，故藉由化學性或物理性手段於表面形成微細凹凸，使被覆面4之表面活性化。
因此，能使天線圖樣(與無電解鍍覆層3相同)不能辨 識，故即使將天線20設置於通信機器等之外表面，亦不會損及通信機器等之美觀。此外，能適當挑選裝飾塗層6，故能使設計性提高。
[實施形態3：通信機器]
第4圖係為說明本發明實施形態3之通信機器者，(a)係為將行動電話予以示意性顯示的斜視圖，(b)係為將個人電腦(以下，稱為電腦)予以示意性顯示之部分透視的斜視圖。
於第4圖之(a)中，行動電話100係於本體外殼(case)之內面(與背面相同)112設置有天線10a、10b。內面112係由液晶螢幕或鍵盤(未圖示)等所覆蓋，故天線10a、10b無法從外部辨識。
此外，天線10a及天線10b係為與實施形態1所示之天線10相同，具有前述效果，故行動電話100對於長期使用之耐久性的可靠性會提升。
再者，天線10a及天線10b係分別因應於發訊或收訊之頻率而切換使用。此外，行動電話100並非為限定於具有天線10a、天線10b者，可為僅具有一方者，亦可為具有第3天線10、或於本體外殼110之外表面具有天線20者。
於第4圖之(b)中，電腦200係於蓋體210之外表面(與表面相同)211設置有天線20。天線20之裝飾塗層6不僅覆蓋天線20的部分，還覆蓋外表面211的全部區域。
因此，天線圖樣(與無電解鍍覆層3相同)係不能辨 識，故除了能確保作為天線20之通信功能之外，亦在不損及電腦00的美觀之情形下提高設計性。
再者，電腦200並非為限定於具有天線20者，亦可為具有複數個天線20者，亦可為於內面(與背面相同)具有天線10而與天線20一起具有、或取代天線20者。
[實施形態4：天線之製造方法]
第5圖係為顯示本發明實施形態4之天線的製造方法之流程圖(flowchart)。
再者，與實施形態1相同的部分或相當的部位係賦予相同符號，並省略一部分的說明。
於第5圖中，天線之製造方法400係包含：印刷步驟(S1)，係藉由包含具備預定之粒徑分布的複數個金屬粉體2b之油墨2a，將預定之天線圖樣的打底印刷層2形成於被印刷體1的表面；油墨除去步驟(S2)，係對於金屬粉體2b中之從形成打底印刷層2之油墨層(第1圖之(b)中以斜線所示者)突出的金屬粉體2b，將覆蓋從油墨層突出部分的油墨2a之一部分予以除去；無電解鍍覆步驟(S3)，係於打底印刷層2之表面形成無電解鍍覆層3。
因此，藉由天線之製造方法400，能藉由簡單的裝置(不需要用以保持通電機器或接點的工具類)之簡單的作業來得到實施形態1所示之天線10。
(產業上之可利用性)
根據本發明，因天線圖樣之形態(形狀、擴展範圍)並非為被限定者，故以對應於各種頻率之天線及天線之製造方法而言，還能廣泛利用作為藉由無線將訊號送訊或收訊之各種裝置的通訊部分。此外，能廣泛利用作為以電腦或行動電話為代表之各種通訊機器。
1‧‧‧被印刷體
2‧‧‧打底印刷層
2a‧‧‧油墨
2b‧‧‧金屬粉體
3‧‧‧無電解鍍覆層
4‧‧‧被覆面
5‧‧‧預備塗層
6‧‧‧裝飾塗層
10、10a、10b、20‧‧‧天線
100‧‧‧行動電話
110‧‧‧本體外殼
112‧‧‧內面
200‧‧‧電腦
210‧‧‧蓋體
211‧‧‧外表面
400‧‧‧天線之製造方法
第1圖(a)及(b)係為說明本發明實施形態1的天線之示意性顯示剖面圖及將一部分(打底印刷層)示意性顯示之放大剖面圖。
第2圖(a)及(b)係為顯示金屬粉體之累計形粒度分布(沉降法)及微分形粒度分布(沉降法)之一例的分布柱狀圖。
第3圖係為說明本發明實施形態2之天線之示意性顯示的剖面圖。
第4圖(a)及(b)係為說明本發明實施形態3之通信機器之行動電話及個人電腦的示意性顯示的剖面圖。
第5圖係為顯示說明本發明實施形態4之天線的製造方法之流程圖。
理由：須用整個圖式[第1圖(a)及(b)]才能顯示完整技術特徵。
1‧‧‧被印刷體
2‧‧‧打底印刷層
2a‧‧‧油墨
2b‧‧‧金屬粉體
3‧‧‧無電解鍍覆層
10‧‧‧天線

Claims (7)

  1. 一種天線，係具有：打底印刷層，係於被印刷體印刷有預定之天線圖樣；及無電解鍍覆層，係施行於該打底印刷層之表面；前述打底印刷層係藉由包含具備預定之粒徑分布的複數個金屬粉體之油墨而形成；前述金屬粉體中之一部分粒子，係被包覆於形成前述打底印刷層的油墨層內；前述金屬粉體中之一部分粒子，係從形成前述打底印刷層的油墨層突出，並且將覆蓋該突出部分之油墨的一部分予以除去。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之天線，其中，前述金屬粉體係以體積比30至70%包含於前述油墨。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之天線，其中，前述無電解鍍覆層係藉由Cu而形成，並於包含該Cu之無電解鍍覆層的表面，形成包含Ni之無電解鍍覆層。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之天線，其中，於前述包含Ni之無電解鍍覆層的表面，形成包含Au之無電解鍍覆層。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之天線，其中，前述金屬粉體係為Cu、Ni、Fe、Mg、Pd、Ag、Au或C之任一者，或為Cu、Ni、Fe、Mg、Pd、Ag或Au之任一者的合金； 前述金屬粉體中之大致95%的金屬粉體之粒徑係分布於0.04至50μm的範圍；前述金屬粉體中之大致40%的金屬粉體之粒徑係分布於5至30μm的範圍。
  6. 一種通信機器，係具有申請專利範圍第1項或第2項所述之天線。
  7. 一種天線之製造方法，係包含：印刷步驟，係藉由包含具備預定之粒徑分布的複數個金屬粉體的油墨，將預定之天線圖樣的打底印刷層形成於被印刷體；油墨除去步驟，係對於前述金屬粉體中之從形成前述打底印刷層的油墨層突出之金屬粉體，將覆蓋從前述油墨層突出之部分之前述油墨的一部分予以除去，而使覆蓋突出之部分的前述油墨亦有未被除去的部分；及無電解鍍覆步驟，係於前述打底印刷層之表面形成無電解鍍覆層。
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