(57)【要約】【課題】実際のアンテナ線の特性を極めてよく再現することができ、効率的なチューニングが可能な、チューニングテープを得る。【解決手段】樹脂のマトリクスと、マトリクス中に混入された導電性粒子とを含む導電性粒子含有樹脂層を備えたガラスアンテナのチューニングに用いるチューニングテープであって、チューニングテープの幅は、チューニングされるべきアンテナ線の幅に対して０．１ｍｍ以内の精度で形成されていることを特徴とする。チューニングテープには５０μｍ以上の大きさのピンホールがないことが好ましい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂のマトリクスと、
そのマトリクス中に混入された導電性粒子と
を含む導電性粒子含有樹脂層を備えたガラスアンテナのチューニングに用いるチューニングテープであって、
チューニングテープの幅は、チューニングされるべきアンテナ線の幅に対して０．１ｍｍ以内の精度で形成されていることを特徴とするチューニングテープ。
【請求項２】
チューニングテープには５０μｍ以上の大きさのピンホールがない請求項１記載のチューニングテープ。
【請求項３】
チューニングテープの表面粗さが、ガラス板上に形成されたとき、中心線表面粗さＲａで、１〜５μｍである請求項１又は２記載のチューニングテープ。
【請求項４】
表面に酸化防止用被膜を備えた請求項１〜３いずれか１項記載のチューニングテープ。
【請求項５】
請求項１〜４いずれか１項記載のチューニングテープをガラス板の上に形成することにより仮のアンテナとして、その仮のアンテナのアンテナ特性を測定してあらかじめ定められたアンテナ特性と比較し、その比較の結果に基づいてアンテナパターンを修正することにより、アンテナパターンのチューニングを行うガラスアンテナのチューニング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用窓等の表面に形成されるガラスアンテナの設計時に、アンテナパターンを最適化するためのチューニング用に用いるチューニングテープと、それを用いたチューニング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両用又は建築用等の窓ガラス板の上に導電性金属含有プリント線条で形成するガラスアンテナが知られている。特に車両用の後部窓又は側部窓のガラス板に設けられるＡＭ放送用、ＦＭ放送用又はＴＶ放送用のガラスアンテナは、車両用ガラスアンテナとして広く一般的に用いられている。
【０００３】
これらの車両用ガラスアンテナは、銀含有ペースト等の導電性金属含有ペーストを車両窓のガラス板の車内側表面にスクリーン印刷などによりプリントし、これを焼き付けて製造される。その際、所望の放送帯において好適なアンテナ特性を得るために、アンテナパターンを構成する各エレメントの最適な形状、最適な長さ及び最適な間隔等を、設計値を基にして調整（チューニング）する必要がある。
【０００４】
銀含有ペーストを焼成したプリント線条（以下、銀含有プリント線条と略称する）について、このようなチューニングを行うために、都度銀含有ペーストを焼成すると、時間がかかりすぎて現実的でない。したがって、従来は幅が１ｍｍ程度で厚さが３５μｍ程度の銅箔テープを、裏面に接着剤を設けてガラス板に貼り付けて仮のアンテナパターンを試作し、このアンテナパターンの特性を調べ、その結果に基づいて銅箔テープによるアンテナパターンを何度か試作しなおすことによってアンテナパターンのチューニングを行ってきた。
【０００５】
しかし、銅箔テープで形成したガラスアンテナと、実際に車両の窓のガラス板に設けられた銀含有プリント線条で構成したガラスアンテナとは、アンテナ特性に違いが生じる問題点があった。
【０００６】
このため、特開平９−２３２８４６号公報（特許文献１）に記載されている発明では、アンテナ特性の違いがガラス波長短縮率に起因する共振周波数の違いによって発生することに着目し、チューニングテープで形成したアンテナパターンのガラス波長短縮率の数値を変更するために、誘電率の高い物質でチューニングテープを被覆することが提案されている。
【０００７】
特許文献１に記載されたチューニングテープでチューニングを行う場合、そのチューニングテープのみに比誘電率が３〜１４の範囲の誘電体ペースト等を塗布するか、又はチューニングテープの上部を樹脂製シートで覆う。誘電体ペーストや樹脂製シート等の誘電物質の厚さをチューニングテープの幅に応じて変化させ、最大で２ｍｍ程度の厚さの誘電物質を用いている。
【０００８】
しかし、特許文献１に記載されている手段では、チューニングテープの厚さが厚くなりすぎるため、著しくチューニング作業性を損なう問題があった。また、この誘電物質とチューニングテープとの間に空気層（比誘電率１）が介在すると空気層の影響で大きくアンテナ特性が変わるため、アンテナ特性が安定せず再現性が低い問題があった。
【０００９】
このような問題点を解決するため、特開２００３−１８８６２２号公報（特許文献２）には、チューニングテープの電気抵抗率、線幅、線厚を特定の関係とすることにより、チューニング作業性を改善したチューニングテープ及びチューニング方法が開示されている。
【００１０】
【特許文献１】特開平９−２３２８４６号公報
【特許文献２】特開２００３−１８８６２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、特許文献２に開示された方法によっても、チューニングテープが、実際のアンテナパターンの特性を再現しきれない場合があり、その場合は、チューニングの試行錯誤の回数が増えて、時間がかかる問題が残る。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
特許文献２のチューニングテープは電気抵抗率／（線幅×線厚）（以下、γという）を実際のアンテナ線と合致させることによって、同等のアンテナ特性を得ていた。しかしながら、本発明者は、γを合せても、アンテナ特性がずれる場合があることを発見した。この傾向は、６０ＭＨｚ程度以上の高周波になると顕著である。
【００１３】
これは、発明者の知見によれば、特許文献２では、加圧の必要な熱転写で行っているため、チューニングテープの幅の制御が簡単でなく、アンテナ線の全長にわたって幅が制度よく形成することが難しいことによる。
【００１４】
このような課題を解決するために、本発明は、樹脂のマトリクスと、そのマトリクス中に混入された導電性粒子とを含む導電性粒子含有樹脂層を備えたガラスアンテナのチューニングに用いるチューニングテープであって、チューニングテープの幅は、チューニングされるべきアンテナ線の幅に対して０．１ｍｍ以内の精度で形成されていることを特徴とするチューニングテープを提供する。
【００１５】
特に、チューニングテープには５０μｍ以上のピンホールがないことが好ましい。また、チューニングテープの表面粗さが、ガラス板上に形成されたとき、中心線表面粗さＲａで、１〜５μｍであることが好ましく、さらに表面に酸化防止用被膜を備えることが好ましい。
【００１６】
また、本発明は、上記チューニングテープをガラス板の上に形成することにより仮のアンテナとして、その仮のアンテナのアンテナ特性を測定してあらかじめ定められたアンテナ特性と比較し、その比較の結果に基づいてアンテナパターンを修正することにより、アンテナパターンのチューニングを行うガラスアンテナのチューニング方法を提供する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、実際のアンテナ線の特性を極めてよく再現することができ、効率的なチューニングが可能な、チューニングテープ及びチューニング方法が得られる。特に、ＦＭ，ＡＭ，ＴＶ、キーレス、ＧＰＳ帯の５０ＭＨｚ〜２ＧＨｚ、衛星ラジオの周波数帯域に使用されるガラスアンテナのチューニングに適用することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明においては、まず、チューニングテープの構造を、実際のアンテナ線と近似させる。すなわち、本発明では、樹脂のマトリクスと、そのマトリクス中に混入された導電性粒子と、を含む導電性粒子含有樹脂層からなるチューニングテープを用いる。
【００１９】
実アンテナ線を作成するときは、銀ペーストを焼成して、銀導体をガラス板上で焼き付ける。銀ペーストは、銀の微粒子を主成分として、少量のガラスフリットを混入したものである。ガラスフリットは銀粒子同士のバインダであり、かつ銀粒子をガラス板上に固着する役目を果たす。銀導体のガラスへの焼付けは短時間で行われるので、０．５μｍ以下の粒径の粒子が若干溶けて、大きな粒子の形状を残したまま溶着する状態になり、銀導体中の導通がとられる。
【００２０】
一方、本発明のチューニングテープでは、樹脂マトリックス中に導体粒子が混入されている構造であり、樹脂マトリックス硬化中の収縮により、導体粒子が互いに接触し、樹脂マトリックス内の導通がとられることになる。すなわち、いずれも粒子形状の導体が互い接触した構造をとっており、銀粒子と銀粒子の間に容量成分を持つ構造になっていると考えられる。
【００２１】
従来用いられていた銅箔によるチューニングテープでは、チューニングテープは導体単体からなり、このような粒子形状の導体が互い接触した構造をとっているわけではない。詳細な原理は不明であるが、本発明のチューニングテープが実際のアンテナ線ときわめて近似したアンテナ特性を有するのは、このような構造の類似性が起因していると推定される。
【００２２】
本発明のチューニングテープについて、その断面構造の概念図を図４に示す。左が樹脂硬化前の状態で、右が樹脂硬化後の状態である。硬化前は、ガラス板６上に、銀粒子４と樹脂５とが混合された状態で設けられているが、硬化時の収縮と樹脂の表面張力により、樹脂５の層の表面近くで銀粒子４が接触する状態になる。
【００２３】
本発明において、導体粒子を保持する樹脂マトリクスを構成する樹脂は、導体粒子に比べて、電気伝導性が低く、かつ導体粒子を保持できるものであれば、限定されないが、常態で導体粒子を混合可能なように液状であり、加熱や光照射などのエネルギー付加により硬化するものが好ましい。また、硬化時に収縮して導体粒子同士の接触を強固にするものが好ましい。このような観点では、硬化時に収縮する熱硬化型の樹脂が好ましい。熱硬化型樹脂としては、たとえば、１５０℃に６０分間保持することにより、又は２００℃に３０分間保持することにより熱硬化するものがある。また、この樹脂としては、金属粉末を含有しても化学的に安定なものであることが好ましく、エポキシ樹脂、フェノール樹脂及び不飽和ポリエステル樹脂からなる群から選ばれる１種以上であることがより好ましい。この熱硬化性樹脂としては、熱硬化後の耐候性に優れ、かつ、入手も容易なエポキシ樹脂を含有することが特に好ましい。
【００２４】
硬化後の導電性粒子含有樹脂全体に対する、樹脂の含有量は好ましくは２〜２０質量％、特に好ましくは、５〜１５質量％である。これより多いと、導電性が低下して、実アンテナ線と特性を整合することが困難になるおそれがあり、これより少ないと、導電粒子を保持できなくなる可能性がある。
【００２５】
一方、導電性粒子を形成する導電材料は、金属又は合金が好ましく、特に、銀、銅、金、ニッケル、白金、パラジウム、銀パラジウムなどを用いることができるが、これに限らない。電気特性を実アンテナに近づける観点では銀がもっとも好ましい。含有量は、硬化後の導電性粒子含有樹脂全体の８０〜９８質量％であることが好ましく、特に好ましくは、８５〜９５質量％である。
【００２６】
導電性粒子の径は、質量平均で０．１〜５０μｍであることが好ましい。これよりも大きいと、スクリーンメッシュの目詰まりが生じ印刷精度が低下するおそれがあり、これよりも小さいと銀の粒子間にエポキシ樹脂が入り込み抵抗値が高くなるおそれがある。導電性粒子の形状は、球形、フレーク状のものなどが用いられる。フレーク状のものであれば、比較的大きなものであっても、接触面積を大きくできるので、電気抵抗値を下げることができる。この場合は長径で、質量平均の径が３〜３０μｍであることが好ましい。また、球形形状であれば、質量平均径で１〜５μｍのものと質量平均径で０．１μｍ以下のものとを混合し表面接触部の面積を多くすることが好ましい。
【００２７】
チューニングテープのうちの導電性粒子含有樹脂層の厚みは、硬化後で１０μｍ以上であることが好ましく、それ以上であれば、実アンテナとの整合を取る必要はない。これは、周波数が高くなればなるほど、導体の表面のみに電荷の移動が生じることになり（表皮効果）、表皮効果で電荷の移動の生じる厚み以上の厚みがあれば、アンテナ特性は厚みにはあまりよらなくなるためと推定される。
【００２８】
本発明では、チューニングテープの幅は、実アンテナ線の幅に対して、０．１ｍｍ以内の精度で形成されている必要がある。実アンテナとしては、線幅の範囲は製造の容易さと視野を妨げないという観点から通常、０．２〜１．０ｍｍであるので、チューニングテープも同じ幅となる。
【００２９】
チューニングテープは通常は、自動車窓の形状（曲面）に形成されたガラス板の上に形成されるものであるので、形成の際にテープ幅を慎重に管理する必要がある。特に、不必要な加圧などは、テープ幅が変化する原因になるので、避けたほうが良い場合が多い。
【００３０】
チューニングテープの幅を管理する上で、同様に重要なのは、チューニングテープのピンホールの量である。本発明者らは、チューニングテープにおけるピンホールの存在がテープの特性を安定させるために重要であることを発見した。すなわち、ピンホールが存在すると、実質的にチューニングテープの幅を変化させることになり、実アンテナとチューニングテープとのアンテナ特性がずれる原因になる。
【００３１】
本発明では、チューニングテープには、５０μｍ以上の大きさのピンホールがないことが好ましい。これ以上の大きさのピンホールがあると、実質的にチューニングテープの幅が変わることになり、実アンテナ線とのアンテナ特性の整合をとることが困難になるおそれがある。
【００３２】
チューニングテープと実アンテナのアンテナ特性を整合させるためには、導電性を発現するための構造を一致させることが好ましいが、そのひとつの指標として、チューニングテープの表面粗さがある。通常、銀プリントからなる実アンテナ線の表面粗さは、中心線表面粗さＲａで、１〜５μｍであり、チューニングテープとしても、ガラス板上に形成されたとき、中心線表面粗さＲａで、１〜５μｍであることが好ましい。
【００３３】
チューニングテープには酸化防止の被膜を備えていることが好ましい。この被膜は、チューニングテープから剥離しなくとも、半田等によって、外部回路と接続が取れるように有機樹脂からなることが好ましく、たとえば、アクリル樹脂、エチルセルロース、アルキッド樹脂などからなることが好ましい。また、厚みとしては１０〜５０μｍとすることが好ましい。
【００３４】
チューニング作業は実際の窓ガラスと同じ形状のガラスの上で行われるため、チューニングテープの形成は曲面ガラス形成する必要がある。
【００３５】
まず、マトリクスとなる樹脂と導電性粒子との混合物をガラス板の上に所定パターンで塗布する。工法としてはデスペンサーによる描画工法、転写工法(乾式、湿式)、インクジェット工法、レーザ工法（事前に予め所望するパターンをＣＡＤデータから出力させてガラスフリット含有銀ペーストをデスペンサーで描画し、その上からレーザ光で所望の幅に焼き付けその後で導体以外の余分なガラスフリット含有銀ペーストを水で流し落す工法）などが活用できる。塗布後に、加熱、光照射などの工程を経て、樹脂を硬化させることにより、ガラス板上にチューニングテープを形成することができる。そして、アンテナ性能を測定し、必要なパターンの調整を行う。本発明ではチューニングテープをガラス板上に形成する時間が比較的短時間でよいうえ、実アンテナとの特性の整合性が極めてよいので、効率の良いパターンチューニングができる。
【００３６】
樹脂と導電性粒子との混合物をガラス板の上に塗布する際、ピンホールを除くために、２回以上印刷することが好ましい。転写を利用する場合は、あらかじめ、転写紙上に上記混合物を２層以上重ねて印刷形成してから、転写する。本発明者の発見したところによれば、アンテナ特性はチューニングテープの厚みには、実質的に影響されない一方で、ピンホールの影響は甚大であり、この観点で樹脂と導電性粒子の混合物を多層形成する効果は非常に大きい。
【実施例】
【００３７】
以下、実施例を図面に従って詳細に説明する。図１は本実施例のガラスアンテナの構成を示す図である。図１の例では、概略縦５２０ｍｍ、横略７５０ｍｍの寸法の自動車用窓ガラス板１に概略長さ７０００ｍｍのアンテナパターン２及び給電点３を形成した。
【００３８】
アンテナパターン２として、基準となる銀含有プリント線条、従来例である銅箔テープ（例４）、実施例であるチューニングテープ（例１）及び例１と見かけの幅は同一だが５０μｍ以上のピンホールがあることが確認されているチューニングテープ（例２）、基準パターンの幅が０．７ｍｍであるのに対してそれとは異なる幅０．４ｍｍの部分を複合形成したチューニングテープ（例３）を用いて、それぞれアンテナパターン２を形成し、４種のガラスアンテナ作成した。
【００３９】
例１、例２、例３のチューニングテープでは、転写フィルム上に形成された樹脂と導電性粒子との混合物の層をガラス板へ特開昭５９−１０１６２３号公報に記載された方法に従って、湿式転写することによって所望のアンテナパターンを形成する。このため、例１、例２、例３では上記混合物とガラス板との間には接着材が存在しない。
【００４０】
こうして得られたガラス上のアンテナパターン２を低温で一定時間加熱し導電性樹脂ペースト層に含まれている熱硬化性樹脂を熱硬化させて導電性樹脂層を得る。
【００４１】
以下、例１、２、３におけるチューニングテープを用いたアンテナパターン２の作成について、より具体的に説明する。２００℃に６０分加熱することによって熱硬化するエポキシ樹脂１０質量部（以下、単に部という。）と、質量平均粒径が３〜３０μｍのフレーク状銀粉末７５部、径０．１μｍの球状銀粉末５部、有機樹脂２０部とからなる混合物を混練して樹脂と導電性粒子との混合物を得た。ここで、有機樹脂は、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂５０部と、エチルセルロース５０部とからなる混合物を混練したものである。
【００４２】
吸水性のある原紙にデキストリン糊剤を塗布して転写用台紙とし、この上に上記混合物を２００メッシュのステンレススクリーンで印刷した。この印刷面上に次の組成の酸化防止被膜を形成して、転写紙とした。
【００４３】
この転写紙を水に浸漬して、台紙を印刷部分から分離して、印刷部分をガラス板の所望部分にスライドオフし、５０℃１０分間で乾燥した。その後、２００℃６０分で加熱して、樹脂を硬化してチューニングテープを形成した。チューニングテープの硬化後の導体（導電性粒子含有樹脂層）の厚さ、幅は表１のとおりである。
【００４４】
表１にアンテナパターン２の寸法や電気抵抗率等の諸数値測定の結果を示す。なお、ピンホール数というのは、１ｃｍの長さのチューニングテープ中に存在するピンホールの数をいう。
【００４５】
図２に上記のうち、基準、例１及び例４のガラスアンテナの７０〜９０ＭＨｚにおける受信電圧−周波数特性を示し、図３に上記のうち基準と例１〜３のガラスアンテナの９１〜７５５ＭＨｚにおける受信電圧−周波数特性を示した。
【００４６】
例１では、チューニングテープと実アンテナ線とのアンテナ特性の整合性がよく、チューニング効率が高いことがわかる。
【００４７】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、車両用窓等の表面に形成されるガラスアンテナの設計時に、アンテナパターンを最適化するためのチューニング用に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本実施例のガラスアンテナの構成を示す図
【図２】基準、例１及び例４のガラスアンテナの７０〜９０ＭＨｚにおける受信電圧−周波数特性を示すグラフ
【図３】基準と例１〜３のガラスアンテナの９１〜７５５ＭＨｚにおける受信電圧−周波数特性を示すグラフ
【図４】本発明のチューニングテープにおける、断面構造の概念図
【符号の説明】
【００５０】
１：ガラス板
２：アンテナパターン
３：給電点
４：銀粒子
５：樹脂
６：ガラス板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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