Ic标签用天线以及其制造方法

专利名称：Ic标签用天线以及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种安装在IC标签(tag)、IC卡等利用无线通信交换信息的非接触式 存储介质中的天线和其制造方法。
背景技术：
近年来，一直在推广使用能利用无线通信以非接触的方式读取、改写信息的IC卡 等来代替使用在局部埋设有磁带的取款卡、信用卡等接触式存储介质。另外，提出了一种 只由通信电路(天线)和承担该IC卡的通信、存储功能的IC芯片构成的小型IC标签，作 为代替条码(barcode)的下一代商品管理方法急需开发出使用了该IC标签的RFID (Radio FrequencyIDentification 射频识别)系统。现在，在上述IC卡、IC标签(RFID标签)等非接触式存储介质的识别、改写方法 有电磁感应方式和无线电波方式这两种，无论在哪一种方法中，针对承担上述非接触式存 储介质的通信功能的天线部，都必须降低电阻以减少发送接收数据时的损失、以及增加该 天线部的可发送接收数据的距离。作为用于形成上述IC标签用天线电路的方法，以往，一直采用将铜线线圈、金属 丝等用作天线的方法、将铜箔、铝箔等金属箔转印到基材上的方法、或者采用在层压于塑料 薄膜等基材上的金属箔上印刷上耐蚀刻性墨而形成天线电路图案、之后对该金属箔进行蚀 刻的方法等。但是，上述方法在生产率提高方面存在极限，不适合大量生产，因此作为能够高速 且大量生产IC标签用天线电路(导电电路)的方法，最近一直致力于开发一种利用网板印 刷等方法形成导电性膏(导电墨)的方法，且致力于该方法的实用化。上述方法所用的导电 性膏主要使用聚酯树脂、环氧树脂为粘合剂，所形成的天线电路的体积电阻值为10_5Ω .cm 数量级(例如参照专利文献1 5等)。专利文献1 日本特开2000-260224号公报专利文献2 日本特开2003-16836号公报专利文献3 日本特开2003-110225号公报专利文献4 日本特开2005-56778号公报专利文献5 日本特开2005-259546号公报但是，为了获得所需的体积电阻值，使用上述以往的导电性膏形成的IC标签用天 线的膜厚必须为数ym 数十μπι(烘干后)，为了将该厚度的导电膜固定在基材上，必须实 施100°C以上且数分钟 数十分钟左右的烘干工序。因此，上述操作会成为加工作业的瓶 颈，存在阻碍提高作为IC标签用途的生产率以及成本竞争力等的这一问题。另外，在制造(印刷)上述以往的IC标签用天线的工序中，采用的是印刷速度 比较慢的印刷方法，即采用的是平面式丝网印刷(flat silk screen print)(印刷速度 1 2m/分钟)、或旋转式丝网印刷(rotary silk screen print)(印刷速度5 20m/分 钟)，在上述丝网印刷法中，即使采用最细的丝网(screen mesh)，网版的网纱厚度也是约为20 μ m以上，还是存在难以形成膜厚为5 μ m以下的覆膜的这一问题。

发明内容
本发明是鉴于上述问题而做成的，目的在于提供一种膜厚比以往的产品小且能够 达到非接触式存储介质所必需的低电阻的IC标签用天线、和能够以低成本高效率生产该 IC标签用天线的制造方法。为了达到上述目的，本发明的第1技术方案在于提供一种IC标签用天线，其利用 含有银颗粒、粘合剂和水的水性导电性墨在基材的表面上形成具有规定电路图案的薄膜状 导电膜，该导电膜包括用于发送接收电磁波的天线部、和用于与IC芯片相连接的连接部。另外，本发明的第2技术方案在于提供一种IC标签用天线的制造方法，该方法包 括如下工序即、将含有银颗粒、粘合剂和水的水性导电性墨保持于在表面形成有呈规定图 案的墨保持部的柔性印刷版上；使基材紧贴在该柔性印刷版上而将被保持在上述墨保持部 中的水性导电性墨转印到基材的表面上；在该转印操作后对被转印的上述墨进行加热，从 而在上述基材的表面上形成包括天线部以及IC芯片连接部在内的具有规定电路图案的薄 膜状导电膜。本发明的第3技术方案在于提供一种IC标签用天线的制造方法，该方法包括如下 工序即、自多个喷嘴喷出含有银颗粒、粘合剂和水的水性导电性墨的液滴，从而在基材的 表面上形成规定图案的印刷层；在该印刷操作后加热上述印刷层的墨，从而在上述基材的 表面上形成包括天线部以及IC芯片连接部在内的具有规定电路图案的薄膜状导电膜。S卩、本申请人为了解决上述问题而反复进行了潜心研究，结果发现，通过使用由银 颗粒、粘合剂和作为溶剂的水构成的水性导电性墨，采用柔性印刷或喷墨印刷等方法在基 材的表面上形成薄膜状的呈规定电路图案的导电膜，能够形成具有被安装于IC标签等非 接触式存储介质中的通信部件所适合的特性的天线，从而提出了本发明。本发明是基于上述见解而做成的，由于本发明的IC标签用天线是利用含有银颗 粒、粘合剂和水的水性导电性墨形成的，因此在制作、烧结该IC标签用天线时也不会产生 有害气体，即使用在不能重复利用且大量消耗的IC标签(RFID标签)用途等中，相比使用 的是含有有机溶剂的导电性膏的以往的IC标签用天线，本发明对环境造成的负担较小。因 而，可以将本发明的IC标签用天线被视作不会对地球环境产生不良影响的IC标签用天线。另外，在本发明中，其中，在上述导电膜或是利用柔性印刷形成的柔性印刷导电 膜、或是利用喷墨印刷形成的喷墨印刷导电膜的这一方面，相比采用网板印刷制成的以往 的IC标签用天线，通过使用上述水性导电性墨能够形成非常薄的导电膜，是优选的方法。 因而，该IC标签用天线能够减少上述水性导电性墨的量、乃至该墨所含有的昂贵的银(银 颗粒)的使用量。另外，由于银(银颗粒)的使用量很少，因此能够降低该IC标签用天线 的制造成本。此外，在本发明中，其中尤其在上述银颗粒的平均粒径为0. 2 IOOnm的这一方 面，在利用上述柔性印刷或喷墨印刷形成导电膜(天线)的情况下，具有能够形成虽然是薄 膜但导电膜的表面粗糙程度小、银颗粒不会自该表面突出的平坦且均勻的导电膜的这一优
点ο另外，在上述水性导电性墨所含有的银颗粒的平均粒径小于0. 2nm的情况下、或在银颗粒的平均粒径大于IOOnm的情况下，可能无法形成均勻且平滑的导电膜。另外，在本发明中，在上述导电膜中的天线部的膜厚为0. 1 5μπκ且该天线部的 体积电阻值为1.0Χ10_4Ω 以下的这一方面，虽然制成的天线比以往的使用网板印刷形 成的IC标签用天线薄，但却能达到IC标签等非接触式存储介质用途所要求的体积电阻值。 利用本发明的组成、即、使用由含有银颗粒、粘合剂和水的水性导电性墨制成的导电膜制出 了该IC标签用天线的性能。并且，在本发明中，其中尤其在比上述天线部的膜厚(即、天线中的除上述连接部 以外的部位)厚地形成上述导电膜中的IC芯片连接部的膜厚的这一方面，能够强化与该IC 芯片接触的部位(端子部、引线部等)，提高针对载荷等的牢固性。因而，采用该IC标签用 天线，即使在对上述天线的连接部施加有用于安装(压实)IC芯片等的载荷的情况下，也能 够防止该天线的IC芯片连接部出现破损。再者，用于制造本发明的IC标签用天线的第1方法包括如下工序即、将含有银颗 粒、粘合剂和水的水性导电性墨保持于在表面形成有呈规定图案的墨保持部的柔性印刷版 上；使基材紧贴在该柔性印刷版上而将被保持在上述墨保持部中的水性导电性墨转印到基 材的表面上；在该转印操作后对被转印的上述墨进行加热，从而在上述基材的表面上形成 包括天线部以及IC芯片连接部在内的具有规定电路图案的薄膜状导电膜。另外，用于制造本发明的IC标签用天线的第2方法包括如下工序S卩、自多个喷嘴 喷出含有银颗粒、粘合剂和水的水性导电性墨的液滴，从而在基材的表面上形成呈规定图 案的印刷层；在该印刷操作后加热上述印刷层的墨，从而在上述基材的表面上形成包括天 线部以及IC芯片连接部在内的具有规定电路图案的薄膜状导电膜。采用上述2种制造方法，能够以低成本高速高效地生产具有适合用在IC标签等非 接触式存储介质中的特性的天线。另外，在本发明的制造方法中，其中在将上述水性导电性墨的粘度调整为0. 5 IOOOmPa · s的情况下，能够高效地生产虽然是薄膜但表面粗糙程度小、表面平坦且均勻的 导电膜天线。而且，由于该水性导电性墨的粘度适合进行上述柔性印刷以及上述喷墨印 刷，因此能够减少该水性导电性墨的使用量、乃至该墨所含有的昂贵的银(银颗粒)的使 用量，从而能够降低该IC标签用天线的制造成本。另外，在上述水性导电性墨的粘度小于 0. 5mPa · s或大于IOOOmPa · s的情况下，可能无法涂敷均勻的导电膜。并且，在本发明的采用柔性印刷法制造IC标签用天线的方法中所用的上述柔性 印刷版的墨保持部中，以使所能保持的墨比用于形成上述天线部的图案区域多的方式，设 计用于形成上述IC芯片连接部的图案区域，在该情况下，能够比其他天线部位(天线部等) 厚地形成上述导电膜中的与IC芯片接触的部位(端子部、引线部等)的膜厚。因而，采用 该IC标签用天线的制造方法，即使在对上述天线的连接部施加有用于安装(压实)IC芯片 的载荷的情况下，也能够防止该天线的IC芯片连接部出现破损。另外，在本发明的采用喷墨印刷法制造IC标签用天线的方法中，以比对用于形成 上述天线部的图案区域喷出的每单位面积的墨喷出量多的方式，控制对用于形成上述IC 芯片连接部的图案区域喷出的每单位面积的墨喷出量，在该情况下，同样能够比其他天线 部位(天线部等)厚地形成上述导电膜中的与IC芯片接触的部位(端子部、引线部等)的 膜厚。因而，采用该IC标签用天线的制造方法，即使在对上述天线的连接部施加有用于安装(压实)IC芯片的载荷的情况下，也能够防止该天线的IC芯片连接部出现破损。


图1是本发明的实施方式中的IC标签用天线的俯视图。图2是本发明的实施方式中的IC标签用天线的侧视图。图3是说明用于制造本发明的实施方式中的IC标签用天线的柔性印刷方法的概 略结构图。图4是表示在制造本实施方式中的IC标签用天线的天线部时所用的柔性印刷版 的构造的示意图，(a)是俯视图，(b)是(a)的A-A剖视图。图5是表示在制造本实施方式中的IC标签用天线的IC芯片连接部时所用的柔性 印刷版的构造的示意图，(a)是俯视图，(b)是(a)的B-B剖视图。
具体实施例方式接下来，根据附图详细说明本发明的实施方式。但是，本发明并不限定于该实施方 式。图1是从上方观察本发明的实施方式中的IC标签用天线后得到的俯视图，图2是 从侧面观察该IC标签用天线后得到的侧视图。另外，上述附图着重表示该IC标签用天线 的厚度。本实施方式中的IC标签用天线用在IC卡、IC标签(RFID标签)等中，通常被用作 非接触式存储介质，在该IC标签用天线的端子部位(IC芯片连接部2)上安装有IC芯片4 等，与该IC芯片4等一体地层压(插入加工)该IC标签用天线而利用无线通信方式交换 fn息ο另外，采用柔性印刷法将含有纳米数量级尺寸或微米数量级尺寸的银颗粒的水性 导电性墨涂敷在薄膜状的基材3的表面(上表面)上从而形成该IC标签用天线，如图1的 俯视图所示，该IC标签用天线是具有规定天线图案的导电膜，由大致方形的天线部1、1、将 上述左右的各天线部1、1彼此电连接起来的桥部、和自该桥部向中央侧延伸的引线状的IC 芯片连接部2、2构成。另外，天线部1的平面形状(电路图案)除了上述的方形(实心) 之外，还可以是螺旋线圈状、其他特殊的波形等各种依据对象频率带的图案。另外，如图2的侧视图所示，上 天线的桥部以及IC芯片连接部2比上述天线的 天线部1厚，且能够承受由IC芯片4的安装作业(压实作业)产生的载荷。上述基材3是由树脂或纸等构成的薄膜状或片状的基材，作为纸质基材，除了可 以使用涂层纸、非涂层纸之外、还可以使用合成纸、聚乙烯涂层纸、浸渍纸、耐水加工纸、绝 缘加工纸等各种加工纸。此外，作为构成基材3的树脂，可列举聚酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚丙 烯、聚苯乙烯、聚乙烯醇、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、聚酰胺、聚酰亚胺或这些的共聚 物等能用于上述卡或标签的树脂。另外，为了提高基材3与上述水性导电性墨的密合性，可以对基材3的表面(墨涂 敷面)预先实施等离子处理、电晕(corona)处理等表面处理(易粘接处理)、或涂敷打底涂 剂(anchor coat agent)、各种清漆等。在本实施方式中，使用电晕处理后的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜为基材3。另外，构成上述IC标签用天线的水性导电性墨的主要成分是银颗粒、粘合剂和水 (低温烧结银导电性墨)。这里，主要成分是指占整体含量过半的成分，也包括整体只由主 要成分构成的情况。上述银颗粒是粒子形状为球状、片状、鳞片状等的银粉末，加热(烧结)前的平均 粒径(或平均圆等效直径)在0. 2 IOOnm的范围内。另外，使用动态光散射粒子解析装置、 采用光子相关光谱法测得上述银颗粒的平均粒径，在银颗粒的平均粒径大于IOOnm的情况 下，或者导电性下降、或者妨碍墨的流动性，进而可能使该水性导电性墨的稳定性下降。另外，上述平均粒径的测量对象是粒子形状非常规整的球状银颗粒，在银颗粒是 片状、鳞片状等不定形状时，根据其测量方向的不同有时也会混入平均粒径超出上述范围 很多的微米级尺寸的粒子。但是，即使在混入了上述那样较大的粒子的情况下，在柔性印 刷法中也不会构成特别大的问题。另外，还确认到所获得的IC标签用天线的物性也是相同 的。此外，上述粘合剂为例如使用丙烯酸系、醋酸乙烯酯系、聚乙烯醇系这样的具有亲 水性的树脂等构成的物质、在银颗粒周围配位(作为保护胶体的)胺系分子得到的有机络 合化合物等，在水性导电性墨中，上述粘合剂发挥作为上述银颗粒的分散稳定化剂的作用， 在加热(烧结)后的IC标签用天线中，主要有助于提高银颗粒相互间的固定以及银颗粒与 基材之间的密合性。并且，在本实施方式中，上述粘合剂和上述银颗粒以水为介质(分散溶剂)均勻地 分散，考虑到上述柔性印刷中的作业(印刷)性、精加工等，调整上述水性导电性墨以使该 水性导电性墨的粘度达到0. 5 IOOOmPa *s。顺便说明一下，在采用喷墨印刷法制造IC标 签用天线的情况下，即使与采用上述柔性印刷法制造IC标签用天线的情况相比是相同的 固态成分，也要调低该水性导电性墨的粘度。另外，本实施方式中的水性导电性墨中可根据需要添加增塑剂、润滑剂、分散剂、 流平剂、消泡剂、抗氧化剂等各种添加剂。还可适当添加有机和无机系的填充剂。接下来，说明使用柔性印刷机制造上述IC标签用天线的方法。图3是用于制造本发明的实施方式中的IC标签用天线的柔性印刷机的概略结构 图。图中的附图标记11是印刷版，附图标记12是印版滚筒，附图标记13是网纹辊(Anilox roller)、附图标记14是载物台、附图标记15是刮板、附图标记16是墨罐。另外，图4以及图5是用于说明该柔性印刷机所用的印刷版11的表面构造(墨保 持部)的示意图，图4的(a)、(b)表示用于印刷IC标签用天线的天线部1的印刷版11的 表面构造(天线部印刷用墨保持部11a)，图5的(a)、(b)表示用于印刷IC标签用天线的 IC芯片连接部2的印刷版11的表面构造(连接部印刷用墨保持部lib)。首先，对本实施方式中的IC标签用天线的制造所使用的柔性印刷版进行说明。该 印刷版11为如下方式的得到凸印刷版将尿烷系丙烯酸酯的预聚物与丙烯酸酯低聚物、丙 烯酸酯单体、光聚合禁止剂、光聚合引发剂等的混合物借助通过负片的紫外线照射而使其 固化、成形而得到。在上述印刷版11的表面(墨保持面)上形成有按照规定形状的天线图案构成的 微细的凹凸，分别作为天线部印刷用墨保持部Ila和连接部印刷用墨保持部lib。
如图4的(a)的俯视图所示，上述印刷版11的天线部印刷用墨保持部Ila由规则 配置的许多圆形凸部、和限定出该天线部印刷用墨保持部Ila的肋状缘部构成，能在形成 于上述凸部与缘部之间的凹部(参照图4的(b)的剖视图)中保持有上述水性导电性墨。另
外，将被保持在该天线部印刷用墨保持部Ila中的每单位面积的墨量设为大约0. 1 IOml/
2
m ο如图5的(a)的俯视图所示，上述印刷版11的连接部印刷用墨保持部lib由同心 状配置的多条肋状凸部、和形成该连接部印刷用墨保持部lib的轮廓的缘部构成，与上述 天线部印刷用墨保持部Ila相同，能在形成于上述凸部与上述缘部之间的凹部(参照图5 的(b)的剖视图)中保持有上述水性导电性墨。另外，使所能保持的墨比上述天线部印刷 用墨保持部Ila多地设计该连接部印刷用墨保持部11b，且将该连接部印刷用墨保持部lib 的每单位面积的墨保持量设定为大约1 15ml/m2。采用了上述那样构造的柔性印刷版11的IC标签用天线的制造方法的步骤与通常 的柔性印刷法基本相同。首先，将自墨罐16供给的墨(水性导电性墨)借助网纹辊13供 给到印刷版11上，使形成在该印刷版11的表面上的具有规定天线图案的墨保持部IlaUlb 保持规定量的水性导电性墨。然后，使该印刷版11与印版滚筒12 —起旋转，并使被载置在 载物台14上的基材3同步移动，从而使该基材3贴紧(轻触)在上述印刷版11上，从而将 被保持在上述墨保持部IlaUlb中的水性导电性墨转印到该基材3的表面(印刷面)上。此时，如上所述，由于以使所能保持的墨比用于形成上述天线部1的图案区域(天 线部印刷用墨保持部Ila)多的方式，设计用于形成上述IC芯片连接部2的图案区域(连 接部印刷用墨保持部lib)，因此在上述天线的IC芯片连接部2上以在表面鼓起的方式转印 有比上述天线的天线部1多的墨。之后，将转印有上述水性导电性墨的基材3投入到烘箱等干燥机中，对水性导电 性墨进行加热，从而使该墨中的水分蒸发，并烧结上述墨中的银颗粒，由此形成导电性膜。 结果，比上述天线部1的膜厚厚地形成上述IC芯片连接部2的膜厚，获得本实施方式的IC 标签用天线。利用上述方法能够制造天线部1的膜厚为0. 1 5 μ m且该天线部1的体积电阻 值为1.0Χ10_4Ω · cm以下的IC标签用天线。另外，如上所述，本实施方式中的IC标签用天线的IC芯片连接部2的膜厚比上述 天线部1的膜厚大，因此能够强化与IC芯片4接触的部位(端子部、引线部等)，提高相对 于载荷等的牢固性。因而，采用该IC标签用天线，即使在对上述IC芯片连接部2施加有用 于安装(压实)IC芯片4等的载荷的情况下，也能够防止该天线出现裂纹、破损等。另外，由于以使所能保持的墨比用于形成上述天线部1的天线部印刷用墨保持部 Ila多的方式，设计用于形成上述IC芯片连接部2的连接部印刷用墨保持部11b，因此本实 施方式中的IC标签用天线的制造方法通过1道工序(one pass)就能制造上述结构的IC 标签用天线，从而能够与柔性印刷工序的高速性(印刷速度20m/分钟以上)相协同，以低 成本高速高效地生产具有适合用在IC标签等非接触式存储介质中的特性的天线。另外，在以上的实施方式中，只详细说明了使用柔性印刷机制造IC标签用天线的 方法，但也可以使用喷墨印刷机制造同样的IC标签用天线。另外，与采用了上述柔性印刷 法的制造方法相同，采用了该喷墨印刷法的制造方法也能够通过1道工序(one pass)制造上述结构的IC标签用天线。因而，采用了喷墨印刷法的IC标签用天线的制造方法也能以 低成本高速高效地生产具有适合用在IC标签等非接触式存储介质中的特性的天线。另外，在采用喷墨印刷法制造IC标签用天线时，在以比对相当于上述天线部1的 图案区域喷出的每单位面积的墨喷出量多的方式，控制对基材3上的相当于上述IC芯片连 接部2的图案区域喷出的每单位面积的墨喷出量的情况下，与采用了上述柔性印刷法的制 造方法相同，也能够比上述天线部1的膜厚厚地形成上述IC芯片连接部2的膜厚。因而，采用了喷墨印刷法的IC标签用天线的制造方法也能够强化与上述IC芯片 4接触的部位(端子部、引线部等)，从而能够防止因向上述IC芯片连接部2安装(压实) IC芯片4等而使天线出现裂纹、破损等。顺便说明一下，在采用喷墨印刷法制造IC标签用天线的情况下，作为所使用的水 性导电性墨的一例，能使用根据自喷嘴的喷出量将粘度调整为3 30mPa 左右的墨。另 外，也依赖于该喷嘴的口径(前端开口径)、所描画的天线图案，优选使用平均粒径为10 30nm左右的银颗粒为水性导电性墨所含有的银颗粒。并且，将对IC芯片连接部2喷出的墨 喷出量(在喷墨印刷法中是每单位面积的液滴点数)控制成对上述天线部1喷出的墨喷出 量的大约1. 5倍 10倍左右，从而能够获得与采用上述柔性印刷法制得的天线相同性能的 IC标签用天线。接下来，对照比较例说明实施例。但本发明并不限定于下述实施例。实施例在本实施例中，使用利用水性导电性墨以柔性印刷法制得的IC标签用天线[实施 例1] [实施例3]以及[比较例1]、[比较例2]、禾U用上述水性导电性墨以网板印刷法制 得的IC标签用天线[比较例3]、和通过蚀刻铝箔而制得的以往的IC标签用天线[比较例 4]，比较了上述IC标签用天线的天线部1的厚度(μ m)、和该天线部1的体积电阻值(电阻 率Ω · cm)等。在实施例1 3和比较例1、2中，使用下述水性导电性墨(低温烧结纳米银导电 性墨)和基材。纳米银墨A InkTec Co.，Ltd.公司(韩国)制 TEC-PR-030成分银颗粒-平均粒径20 50 μ m含有率40wt%以下粘合剂(有机络合化合物)含有率_35wt%以下2-丙醇粘度-500mPa · sB InkTec Co.，Ltd.公司(韩国)制 TEC-PR-010成分银颗粒-平均粒径20 50 μ m含有率IOwt %以下粘合剂(有机络合化合物)含有率-IOwt %以下2-异丙醇_20wt%以下粘度-30mPa · s基材PET薄膜TORAY公司制RUMIRER (注册商标)U34厚度-75 μ m对正反两面都进行了电晕处理
另外，在下述加工条件下使用实施例1 3和比较例1、2所用的柔性印刷机(柔 性印刷法的概略结构参照图3)。柔件印刷机MT技术公司(株式会社MT-tech)制FC-33S柔件印刷版株式会社小村科研制_使用在上述实施方式中详细说明的柔性印刷版。版厚-2. 25mm天线部印刷用墨保持部的墨保持量0. 1 1. 5ml/m2IC芯片连接部印刷用墨保持部的墨保持量2 3ml/m2需要注意的是，只有在实施例1以及实施例3中所用的印刷版中，天线部与IC芯 片连接部的墨保持量是不同的。在实施例2和比较例1、2所用的印刷版中，天线部与IC芯 片连接部的墨保持量是相同的。另外，在墨保持部的墨保持量小于0. 5ml/m2的情况下，测量 误差变大，因此采用平均墨保持量(例如在墨保持量的范围为0. 1 0. 5ml/m2的情况下， 采用中央值即0. 3ml/m2)。网纹辊
100 400线/英寸网格容量(网格容积):3 30ml/m2
柔件印刷条件
印刷速度(印刷台移动量):20m/分
网纹辊的速度IOOrpm
网纹辊与印刷版之间的辊隙宽度4 8mm(调整)
印刷版与基材之间的辊隙宽度8 12mm(调整)
印刷室的环境(气氛)
温度15 30°C湿度40 70% RH
印刷后的烘干条件
温度80 150°C时间30秒 5分钟
实施例1
使用天线部的墨保持量为1.0ml/m2、芯片连接部的墨保持量为2. 0ml/m2的印刷
版，利用上述柔性印刷机将墨A印刷转印到PET基材上，在进行了 120°C X 2分钟的烘干处 理后，获得实施例1的IC标签用天线。实施例2使用墨保持量为0. 3ml/m2的印刷版，利用上述柔性印刷机将墨A印刷转印到PET 基材上，在进行了 120°C X2分钟的烘干处理后，获得实施例2的IC标签用天线。实施例3使用天线部的墨保持量为1. 5ml/m2、芯片连接部的墨保持量为3. 0ml/m2的印刷 版，利用上述柔性印刷机将墨A印刷转印到PET基材上，在进行了 120°C X 2分钟的烘干处 理后，获得实施例3的IC标签用天线。比较例1使用墨保持量为0. 3ml/m2的印刷版，利用上述柔性印刷机将墨B印刷转印到PET 基材上，在进行了 120°C X3分钟的烘干处理后，获得比较例1的IC标签用天线。
比较例2使用墨保持量为1. 5ml/m2的印刷版，利用上述柔性印刷机将墨B印刷转印到PET 基材上，在进行了 120°C X3分钟的烘干处理后，获得比较例2的IC标签用天线。“表1”整体表示了上述实施例1 3、比较例1、2的柔性印刷的加工条件、和所获 得的IC标签用天线的厚度。魁第1横行实施例1、实施例2、实施例3、比较例1、比较例2第2横行墨、墨A、墨B第3横行基材第4横行印刷版的墨保持量、天线部、IC芯片连接部第5横行网纹辊、线数(线/英寸)、网格容量第6横行网纹辊与印刷版之间、印刷版与基材之间、辊隙宽度第7横行烘干温度第8横行烘干时间、分钟第9横行天线膜厚、天线部、IC芯片连接部另外，在上述“表1”中，关于实施例3的IC标签用天线，即使比实施例1所用的 柔性印刷版的芯片连接部的墨保持量(2.0ml/m2)多地控制该实施例3所用的柔性印刷版 的芯片连接部的墨保持量(3ml/m2)，结果所获得的IC芯片连接部的膜厚关系却是颠倒过来 的，即，实施例1较厚、实施例3反倒变薄(实施例3 0. 15 μ m、实施例1 :0. 75 μ m)。这是因 为，由于柔性印刷版中的相当于芯片连接部的部位的保持空间(墨保持部的容积)过大，因 此形成不能将自网纹辊供给的墨充分地转印到基材上(所谓的“墨不能附着”)的状态，因 此被转印到基材侧的水性导电性出现薄化现象。但是，通过改变上述柔性印刷版中的相当于芯片连接部的部位的墨保持量(改变 印刷版的截面形状、图案形状等处理)、改良网纹辊与印刷版之间的平衡(改变网纹辊的网 格容量、网纹辊与柔性印刷版之间的保持量比等处理)，能够改善该墨的薄化。比较例3使用利用感光性树脂将200目的聚酯制网板形成图案而制成的网板印刷版，用通 常的网板印刷机将上述以往的网板印刷用导电性膏(导电墨)印刷到PET基材上，在进行 了 500°C X 10分钟的烘干处理后，获得比较例3的IC标签用天线。另外，烘干后的IC标签 用天线的天线部的膜厚为8 μ m。比较例4利用蒸镀在上述PET基材上形成铝层(箔)，将耐蚀刻性墨印刷到天线电路图 案上，之后通过蚀刻加工获得IC标签用天线。另外，所获得的IC标签用天线的膜厚为 15. 5 μ m。使用上述实施例1 3以及比较例1 4的样品比较了 IC标签用天线的物性。体积电阻倌(电阻率)使用数字万用表(Advantest公司制R6551)采用四端子法测量了电阻值。另外，使 用电子显微镜(日本电子公司制JSM-5500)观察截面而测量出由银颗粒形成的层的厚度， 根据上述测量值算出体积电阻值(电阻率)。
密合件基于日本标准JIS K5400-8. 5(JIS D0202)基盘网格粘贴试验(一种在涂膜的基 板上划出网格，并使网格划痕贯穿膜的厚度方向，然后在基板上粘贴粘合带，并以直角状剥 离该粘合带，测试在剥离粘合带时膜的脱落情况)进行了评价。在以切割的间隔为Imm的 条件切割了导电膜后，将粘合带附着在该导电膜上，经过1分钟后拿起带端相对于涂膜面 呈直角地瞬间撕下该粘合带，以目测的方式评价了该导电膜的剥离状态。另外，粘合带使用 的是玻璃纸带CT-12 (Nichiban公司制)。评价基准导电膜完全没有自基材剥离-〇局部导电膜自基材剥离 -Δ所有导电膜自基材剥离 -X通信距离使用Alien Technology公司制的集成电路带(IC strap)将IC芯片安装在IC标 签用天线的连接部上而制成IC标签。然后，使用Alien Technology公司制的2. 45GHz无 源(passive)开发包(kit)测量了与利用本实施例获得的IC标签的可通信距离(cm)。“表2，，表示上述试验结果。M 2第1横行天线部、实施例1、实施例2、实施例3、比较例1、比较例2、比较例3、比
较例4第2横行膜厚第3横行体积电阻值第4横行密合性(剥离试验)第5横行通信距离表下形成方法、柔性印刷、柔性印刷、柔性印刷、柔性印刷、柔性印刷、网板印刷、 铝箔根据该表可知，虽然本发明的实施例1 3的IC标签用天线、比较例1、2的IC标 签用天线的天线部的膜厚都非常薄、为0. 1 0.5μπι，但都达到了 IC标签用天线所必需的 体积电阻值的基准(1.0 X 10_4 Ω 'cm以下)。相对于上述各例，比较例3、4的IC标签用天 线虽然都达到了体积电阻值的基准，但膜厚分别为8 μ m、15. 5 μ m，与以往的IC标签用天线 相同。另外，实施例1 3的IC标签用天线与基材(PET)的密合性充分，而比较例1、2 的IC标签用天线与基材(PET)的密合性较差。但是，与基材的密合性很有可能根据该天线 的加工条件、基材的种类的不同而变化，所以不能单凭密合性来决定天线的适合与否。关于在安装(插入)有IC芯片的标签的状态下进行的通信实验，除了比较例1、2 的IC标签用天线之外其他各例中均得到充分的距离。尤其在本发明的实施例中的实施例 1中，IC标签用天线的膜厚为0.5 μ m、体积电阻值(电阻率)为9.0Χ10_6Ω ^m,在插入有 IC芯片的状态下的通信距离也是在实用方面没有问题的140cm。除上述结果之外，如表1所示，本实施例1的IC标签用天线的IC芯片连接部的厚 度是天线部的厚度的大约1. 5倍，且在上述IC芯片的安装作业中，该IC芯片连接部也没有发生破损。另外，在上述[实施例1] [实施例3]中，在使用喷墨印刷机来代替柔性印刷机 的情况下，虽然所获得的IC标签用天线的性能比上述[实施例1] [实施例3]稍差，但 也能够充分满足要求。工业实用件本发明的IC标签用天线以及其制造方法适合被搭载于IC标签、IC卡等利用无线 通信方式交换信息的非接触式存储介质中的天线、和其制造方法。特别是，能够以低成本高 效生产IC标签用天线。
1权利要求
一种IC标签用天线，其特征在于，该IC标签用天线利用含有银颗粒、粘合剂和水的水性导电性墨在基材的表面上形成有具有规定电路图案的薄膜状导电膜，该导电膜包括用于发送接收电磁波的天线部、和用于与IC芯片相连接的连接部。
2.根据权利要求1所述的IC标签用天线，其中， 上述导电膜是利用柔性印刷法形成的柔性印刷导电膜。
3.根据权利要求1所述的IC标签用天线，其中， 上述导电膜是利用喷墨印刷法形成的喷墨印刷导电膜。
4.根据权利要求1或2所述的IC标签用天线，其中， 上述银颗粒的平均粒径为0. 2 lOOnm。
5.根据权利要求1或2所述的IC标签用天线，其中，上述导电膜中的天线部的膜厚为0. 1 5 μ m，该天线部的体积电阻值为 1. 0Χ10_4Ω · cm 以下。
6.根据权利要求1或2所述的IC标签用天线，其中，比上述天线部的膜厚厚地形成上述导电膜中的IC芯片连接部的膜厚。
7.—种IC标签用天线的制造方法，其特征在于， 该方法包括下述工序即，将含有银颗粒、粘合剂和水的水性导电性墨保持于在表面形成有呈规定图案的墨保持 部的柔性印刷版上；使基材紧贴在该柔性印刷版上而将被保持在上述墨保持部中的水性导电性墨转印到 基材的表面上；在该转印操作后对被转印的上述墨进行加热，从而在上述基材的表面上形成包括天线 部以及IC芯片连接部的具有规定电路图案的薄膜状导电膜。
8.—种IC标签用天线的制造方法，其特征在于， 该方法包括下述工序自多个喷嘴喷出含有银颗粒、粘合剂和水的水性导电性墨的液滴，从而在基材的表面 上形成呈规定图案的印刷层；在该印刷操作后加热上述印刷层的墨，从而在上述基材的表面上形成包括天线部以及 IC芯片连接部的具有规定电路图案的薄膜状导电膜。
9.根据权利要求7或8所述的IC标签用天线的制造方法，其中， 将上述水性导电性墨的粘度调整为0. 5 IOOOmPa · S。
10.根据权利要求7或9所述的IC标签用天线的制造方法，其中，在上述柔性印刷版的墨保持部中，以使所能保持的墨比用于形成上述天线部的图案区 域多的方式，设计用于形成上述IC芯片连接部的图案区域。
11.根据权利要求8或9所述的IC标签用天线的制造方法，其中，以比对用于形成上述天线部的图案区域喷出的每单位面积的墨喷出量多的方式，控制 对用于形成上述IC芯片连接部的图案区域喷出的每单位面积的墨喷出量。
全文摘要
本发明提供一种膜厚比以往的产品小且能够达到非接触式存储介质所必需的低电阻的IC标签用天线、和能够以低成本高效生产该IC标签用天线的制造方法。利用含有银颗粒、粘合剂和水的水性导电性墨在基材(3)的表面上形成具有规定电路图案的薄膜状导电膜天线，该导电膜天线包括用于发送接收电磁破的天线部(1)、和用于与IC芯片(4)相连接的连接部(2)。
文档编号G06K19/077GK101888014SQ20101017271
公开日2010年11月17日 申请日期2010年5月12日 优先权日2009年5月12日
发明者坂梨孝一 申请人:株式会社普罗威顿;株式会社小村技术