(57)【要約】【課題】アンテナ回路３の配置や厚さの最適化をより自由に設計出来て、アンテナ回路３の小型化を図ることを可能とした非接触ＩＣ媒体の提供する。【解決手段】非接触ＩＣ媒体は、基材１と、上記基材１の面に形成された凹部１２と、上記凹部１２内にペースト状の導電性材料１０を配置して形成されたアンテナ回路３と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、上記基材の面に形成された凹部と、上記凹部内にペースト状の導電性材料を配置して形成されたアンテナ回路と、を備えることを特徴とする非接触ＩＣ媒体。
【請求項２】
上記基材の上にエンボス形成層を設け、そのエンボス形成層にエンボス加工で上記凹部を形成したことを特徴とする請求項１に記載した非接触ＩＣ媒体。
【請求項３】
上記凹部の深さは、５μｍ以上５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載した非接触ＩＣ媒体。
【請求項４】
上記導電性材料として、粘度が１ｍＰａ・ｓ以上１０００ｍＰａ・ｓ以下の導電性ペーストを用いたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載した非接触ＩＣ媒体。
【請求項５】
上記アンテナ回路にＩＣチップを実装したことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載した非接触ＩＣ媒体。
【請求項６】
上記アンテナ回路の周波数帯は１３．５６ＭＨｚであることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載した非接触ＩＣ媒体。
【請求項７】
上記導電層からなるアンテナ回路上に接着層を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載した非接触ＩＣ媒体。
【請求項８】
アンテナ回路が基材上に形成された非接触ＩＣ媒体におけるアンテナ回路形成方法であって、
上記基材に押し型でエンボスして凹部を形成し、
上記凹部を形成した基材表面にペースト状態の導電性材料を塗布して上記凹部に導電性材料を充填した後に、上記基材表面上に塗布した上記凹部以外の導電性材料を取り除くことでアンテナ回路を形成することを特徴とするアンテナ回路形成方法。
【請求項９】
上記基材上にエンボス形成層し、そのエンボス形成層に上記凹部を形成して上記アンテナ回路を形成することを特徴とする請求項８に記載したアンテナ回路形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部のデータ読取装置との間で、非接触でデータの送受信をすることができる非接触ＩＣ媒体に関し、特にアンテナ回路の形成に特徴と有する技術である。
【背景技術】
【０００２】
小売店やレンタル店等における商品管理に、ＩＣチップとアンテナ回路とを備えた非接触ＩＣラベル（非接触ＩＣ媒体）が使用されている。例えば、非接触ＩＣラベルは管理する商品に取り付けられ、専用のデータ読み書き装置でＩＣチップに格納されたデータを読み書きすることで、商品の出入庫管理、在庫管理、貸出管理等が行われる。非接触ＩＣラベルは、ＩＣチップを備えているため、商品コードだけでなく、入庫日、担当者等の多大な情報を商品と一体で記録管理することが出来る。また、非接触ＩＣラベルはデータ読み書き機能を用いて偽造防止効果も得られることから、セキュリティ関係であれば有価証券、カード、証明書、保証書、パスポート等に、ブランドプロテクション関係であればタバコ、薬、化粧品、酒等に、非接触ＩＣラベルを貼付して管理する手法が提案されている。
【０００３】
非接触ＩＣラベルには、短距離通信用や長距離通信用があるが、近年ＮＦＣ（Near Field Communication＝近距離通信技術）が国際標準規格として制定され、また非接触ＩＣカードが世界中に普及していることから、１３．５６ＭＨｚ（ＨＦ）帯の周波数領域を用いた電磁誘導型の非接触ＩＣタグ、ＩＣラベルが非接触ＩＣ媒体として注目されている。
上記非接触ＩＣラベルを構成するアンテナ回路としては、銅線をコイル状に形成する手法や、金属薄膜をエッチングして作製する手法が多く用いられている。しかし、これらの手法では、アンテナ回路部分以外の金属は廃棄されるためコストが高くまた環境負荷も大きい技術であるという課題がある。
一方、必要な部分のみにアンテナ回路を形成する手法としては、導電性ペーストを用いてアンテナ回路を印刷形成する手法も考案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５１６９１０９号公報
【特許文献２】特願平１０−２７５４１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の従来技術のような方法で導電ペーストを用いたアンテナ回路を形成した場合、銅線や金属膜よりも抵抗値が高くなってしまうため、通信性能の低下が課題となっている。また、通信性能を確保するために、アンテナ回路サイズを大きくしなければならなく、ラベルの小型化は難しかった。
本発明は、上記の点に着目してなされたもので、アンテナ回路の配置や厚さの自由度を簡易に向上出来て、アンテナ回路の小型化を図ることを可能とした非接触ＩＣ媒体の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の一態様である非接触ＩＣ媒体は、基材と、上記基材の面に形成された凹部と、上記凹部内にペースト状の導電性材料を配置して形成されたアンテナ回路と、を備えることを特徴とする。
また、本発明の一態様であるアンテナ回路形成方法は、基材に押し型でエンボスして凹部を形成し、上記凹部を形成した基材表面にペースト状態の導電性材料を塗布して上記凹部に導電性材料を充填した後に、上記基材表面上の上記凹部以外の導電性材料を取り除くことでアンテナ回路を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明においては、アンテナ回路形成位置に沿って凹部を形成し、そこにペースト状の導電性材料を充填してアンテナ回路を形成する。このため、凹部の設計によって、アンテナ回路の配置や厚さなどの最適化をより自由に設計出来て、アンテナ回路の小型化を図ることを可能となる。
またペースト状の導電性材料を使用しても、導電性材料を配置する凹部を設けることで、必要な部分にのみ導電性材料を使うことでできて、アンテナ回路について低コストで低環境負荷とすることが出来る。
【０００８】
ここで、上記凹部をエンボス加工で形成する場合には、凹部の厚みを自由に変えやすくなるため最適な厚みや線幅のアンテナ回路をより簡単に形成し易くなる。
なお、基板表面に導電性材料を塗布した後、エアーナイフコーティング法などを用いて基材表面上の導電性材料を取り除くことでアンテナ回路を形成する手法を用いることにより、位置精度等の必要がなく高速かつ確実にアンテナ回路を作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係るアンテナ回路の形成方法を説明する模式的断面図である。
【図２】本発明の実施形態としてのＩＣタグを示す平面図である。
【図３】図２におけるＸ−Ｘ断面図である。
【図４】図２におけるＹ−Ｙ断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態における非接触ＩＣ媒体（以下、ＩＣタグと記す）について、図面を参照して説明する。
（ＩＣタグの構成）
本実施形態のＩＣタグは、図１（ｃ）に示すように、基材１と、基材１の面に形成された凹部１２と、凹部１２内にペースト状の導電性材料１０を配置して形成されたアンテナ回路３と、を備える。図１（ｃ）の例では、基材１の上にエンボス形成層２を設け、そのエンボス形成層２にエンボス加工で上記凹部１２を形成した場合を例示しているが、凹部１２は、基材１表面に直接、形成しても良い。
【００１１】
凹部１２の深さは、５μｍ以上５０μｍ以下が好ましい。
導電性材料１０として、粘度が１ｍＰａ・ｓ以上１０００ｍＰａ・ｓ以下の導電性ペーストを用いると良い。
更に、ＩＣタグは、アンテナ回路３にＩＣチップ（図１では不図示）を実装した状態でも良い。
またアンテナ回路３の周波数帯は、例えば１３．５６ＭＨｚである。
導線性材料で形成するアンテナ回路３の配置パターン例を図２に示す。図２中、符号６はＩＣチップを、符号４は絶縁層４を、符号５はジャンパー５を示す。
【００１２】
（アンテナ回路３等の形成方法）
次に、図１を参照して、本発明に係る実施形態のアンテナ回路３形成方法例について説明する。
以下の例では、基材１表面にエンボス形成層２を積層し、そのエンボス形成層２に対しアンテナ回路３を形成する場合で説明するが、基材１に対して直接、エンボス加工で凹部１２を形成してアンテナ回路３を形成しても良い。
まず基材１の一方の面に対しエンボス形成層２を形成する。
【００１３】
次に、エンボス形成層２に押し型９を押し付け、エンボス加工によって凹部１２を形成する（図１（ａ））。押し型９の凸部をアンテナ回路３のパターンと同じパターンとなるように設定しておく。
次に、凹部１２を形成したエンボス形成層２の全面にペースト状の導電性材料１０を塗布する事で、凹部１２に導電性材料１０を充填する（図１（ｂ））。
次に、エンボス形成層２の表面（凹部１２内を除く）から導電性材料１０を取り除く。これによって、凹部１２内に配置された導電性材料１０がアンテナ回路パターンに残されることで、所望のアンテナ回路３が形成される（図１（ｃ））。
【００１４】
なお、エンボス形成層２に凹部１２を形成し導電性材料１０を塗布してアンテナ回路３を形成した後の、当該エンボス形成層２を基材１に積層したりしても良い。
以上によって、基材１上にアンテナ回路３が形成される。
次に、１３．５６ＭＨｚの周波数帯の電波を送受信するＩＣタグの場合は、図２及び図３のように、導電層の上にＩＣチップ６を実装する。
【００１５】
また、図２〜図４に示すように、アンテナ回路３を形成した領域の一部に絶縁層４を塗布し、その絶縁層４上を跨ぐように導電性ペースト等でジャンパー５を形成する。
更に、図３及び図４に示すように、導電層からなるアンテナ回路３を形成した基材１上に接着層７を積層することでＩＣタグを備えるラベルが得られる。接着層の他方の面には紙材などからなるセパレータ（剥離紙）が配置される。
基材１としては、ＰＥＴ、ＰＥＮなどの樹脂材料のほかに、コート紙など紙材料を用いることができる。
【００１６】
図１のように、アンテナ回路３のパターンと同形状に凸部９２を形成した押し型９を、基材１に、加熱加圧をかけてエンボスすることによって基材１に凹部１２を作成する。
この凹部１２の深さは、押し型９の凸部の深さや押し付け量を適宜変えることによって自由に変えることが可能である。また凸部の幅によって凹部１２の幅すなわち線幅も安定して設定可能である。
【００１７】
特に１３．５６ＭＨｚ周波数帯の電波を用いたＩＣタグの場合、ＩＣチップへの電力供給量が必要なため、アンテナ回路３の厚みを厚くする必要がある。本発明の技術では、前述のように、押し型９の凸部９２の高さを適宜設計することでアンテナの厚みを厚くすることが可能であり、印刷手法（ペースト状の導線性材料の塗布による形成方法）で十分な通信特性を得るアンテナ回路３を形成することができる。このとき厚みとしては５μｍ以上が好ましい。また、凹部１２を形成する層の厚みで凹部１２の深さが制限されるが、５０μｍ以下とすることが好ましい。５０μｍを超えるとＩＣタグの厚みが厚くなりすぎる可能性がある。また、５０μｍを超えると導電材料に含まれる溶剤が内部に残ってしまい抵抗値が高くなる可能性がある。
【００１８】
また押し型９の凸部９２の形状も設計することで、凹部１２の形状も自由に設計可能であり、導電性材料１０が凹部１２に埋りやすい（充填されやすい）ように設計することができる。例えば、逆台形形状やＵ字形状にすることで充填されやすくなる。
基材１上にエンボスしやすいように、エンボス形成層２を設けているが、上述のように基材１自体にエンボス加工することも可能である。
エンボス形成層２としては、例えばアクリル系樹脂などがあげられる。
【００１９】
前述する手法によって基材１に形成された凹部１２に導電性材料１０を流し込むことによって、導電層となるアンテナ回路３が形成される。導電性材料１０を流し込む方法としては、例えばエアーナイフコーティング手法などを用いることができる。これにより凹部１２のみに導電性材料１０を配置することができる。すなわち、基材１上に導電性材料１０をコーティングした後にエアーナイフ等で不要な部分の導電性材料１０を掻き除くことで、凹部１２のみに導電性材料１０が埋め込まれる。
【００２０】
ここで、ペースト状の導電性材料１０を使用してアンテナ回路３を形成する通常の手法としては、エッチング法やスクリーン印刷法、インクジェット法等があげられる。エッチング法は、フィルム基材に貼り合せた金属薄膜上にマスク印刷等して不要な金属部を溶解・除去する方法であり、環境負荷が大きい。また、スクリーン印刷は、導電性ペーストをメッシュ版から押し出してパターン印刷する方法であり、印刷ショット数による回路線幅の変動が安定しにくく、印刷擦れや潰れが発生する可能性もある。また、インクジェット法も同様にペースト粘度や基材１の表面性による影響が大きく、安定しない。
【００２１】
一方、本実施形態では、あらかじめ基材１上に設けた凹部１２にのみペースト状の導電性材料１０が埋め込まれて残る結果、凹部１２形状で回路線幅や厚みを設定することが可能であるので、回路線幅の変動はほぼなく、安定した高品質の回路パターンを低環境負荷で形成することが可能である。ここで、エアーナイフコーティング法は、通常、速度３００ｍ／ｍｉｎ程度まで処理速度を上げられるため、高速で高効率にアンテナ回路を形成することができる。凹部１２の形成についても押し型９をスクロールさせて簡易に形成できるので、大量生産に適している。
【００２２】
導電性材料１０としては、銀ペーストなどの金属ペーストのほかに、ナノサイズの金属粒子からなるナノ金属ペーストなど各種の金属インキ・塗料を用いることが可能である。
このとき、導電性ペーストとしては、凹部１２に流れ込みやすく、かつ凹部１２以外の部分は掻き取られやすいように粘度を設計する必要がある。最適な粘度としては、１Ｐａ・ｓ以上１０００ｍＰａ・ｓ以下が好ましい。
また、導電性ペーストをナイフで掻き除く際に、基材１が傷つかないようにする必要がある。そのため、基材１上などの凹部１２を形成する面に保護層（図示しない）を積層しても良い。
【００２３】
１３．５６ＭＨｚの周波数帯を用いるＩＣタグの場合は、前述する導電層からなるアンテナ回路３上に、ＩＣチップ６を異方性導線性材料などを用いて実装する。
またアンテナ回路３の一部に絶縁層４を形成し、その上に導電性材料１０を用いてジャンパー５を形成して回路をつなぐ。絶縁層４としてはアクリル樹脂などの絶縁性ペーストを、ジャンパー５としては銀ペーストなど導線性材料を印刷手法にて形成することができる。
接着層７としては、アクリル系樹脂などを用いて、導電層を形成した基材１上に設ける。
【実施例１】
【００２４】
次に、本発明に基づく実施例について説明する
（実施例）
図２のようなアンテナ回路３形状と同形状で且つ高さ２０μｍの凸部を設けた押し型９を作製した。
５０μｍ厚みのＰＥＴ基材１に、押し型９を加熱加圧しながら押し当てＰＥＴ基材１上をエンボスすることによって、２０μｍ深さのアンテナ回路３形状の凹部１２を形成した。
【００２５】
凹部１２を形成した基材１に、銀ペースト（ＴＥＣ−ＩＪ−０４０、ＩｎｋＴｅｃ製、粘度１５ｍＰａ・ｓ）をエアーナイフコーティング法にて凹部１２に銀ペーストを流し込み、導電層からなるアンテナ回路３を得た。
このアンテナ回路３上の一部に、絶縁性ペースト（ＣＲ−１８Ｔ−ＫＴ１、アサヒ化学製）を用いて絶縁層４を、銀ペースト（ＦＡ３３３、藤倉化成製）を用いてジャンパー５層を、スクリーン印刷法にて形成した。また、異方性導電接着材ＡＣＰ（ＴＡＰ０４０２Ｅ、京セラケミカル製）を用いてＩＣチップを接合した。最後に、接着剤を塗布して、非接触ＩＣ媒体のラベルを得た。
【００２６】
（比較例１）
比較例１では、５０μｍ厚みのＰＥＴ基材１に２０μｍ厚みのアルミ薄膜を接着させ、そのアルミ薄膜をエッチング法を用いてアンテナ回路３形状とした。この上に、実施例と同様にして、絶縁層４、ジャンパー５層、ＩＣチップを形成し、最後に接着材を塗布して、エッチングアンテナからなる非接触ＩＣ媒体ラベルを得た。
【００２７】
（比較例２）
比較例２では、５０μｍ厚みのＰＥＴ基材１に、銀ペーストをスクリーン印刷法にて、６μｍ厚みの印刷アンテナからなるアンテナ回路３を得た。この上に、実施例と同様にして、絶縁層４、ジャンパー５層、ＩＣチップを形成し、最後に接着材を塗布して、非接触ＩＣ媒体ラベルを得た。
【００２８】
実施例の非接触ＩＣ媒体は、通信距離も十分な機能が得られた。また、必要なアンテナ回路３部分のみに銀ペーストを埋め込むことで、低コスト・低環境負荷のラベルが得られた。
一方、比較例１のエッチングアンテナからなる非接触ＩＣ媒体は、不要な金属材料が多く廃棄する必要があり、環境負荷も大きくなった。また比較例２の印刷アンテナからなる非接触ＩＣ媒体は、抵抗値が高いために通信距離が短く十分な機能が得られなかった。
【符号の説明】
【００２９】
１  基材  
２  エンボス形成層  
３  アンテナ回路  
４  絶縁層  
６  ＩＣチップ
７  接着層
８  セパレータ
９  押し型  
１０  導電性材料  
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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