(57)【要約】【課題】十分な導電性能を有するアンテナ２を形成し、エッチングや銅線コイル等のバルク金属で形成されたアンテナ同等の通信信頼性を有する無線タグ５を低コストで作製できる、無線タグ５および無線タグ用アンテナ２の形成方法を提供する。【解決手段】絶縁基材１上に、酸化金属、有機金属化合物のうちいずれか一成分を必須成分とし、さらに金属粉を含有する導電ペーストによりアンテナ２を印刷形成し、焼成して作成したことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基材上に、酸化金属、有機金属化合物のうちいずれか一成分を必須成分として含有する導電ペーストにより印刷されたアンテナが設けられていることを特徴とする無線タグ。
【請求項２】
絶縁基材上に、酸化金属、有機金属化合物のうちいずれか一成分を必須成分として含有する導電ペーストによりアンテナを印刷形成させたことを特徴とする無線タグアンテナの形成方法。
【請求項３】
前記導電ペーストが、金属粉を含有していることを特徴とする請求項１記載の無線タグ。
【請求項４】
前記導電ペーストが、金属粉を含有していることを特徴とする請求項２記載の無線タグアンテナの形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線タグ及び無線タグ用アンテナの形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＩＣタグを図面を用いて説明する。図１は、ＩＣタグを平面から見た説明図である。非接触にて情報の授受、書き込み、書き換え、消去等が行える非接触ＩＣタグ５は、例えば図１に示すように、絶縁基材１上に導電パターンであるアンテナ２を形成し、さらにＩＣチップ３を実装した構成を取っている。アンテナの始点と終点は、絶縁層４で始点終点間にあるアンテナ線を覆い、その上をジャンパー線で接続されている。アンテナ２の形成方法としては、直接銅線をコイル状にする方法、金属箔をエッチングする方法、導電ペーストを印刷する方法等が挙げられる。
【０００３】
ところで、上記アンテナを形成する方法として現在主流となっている方法は、金属箔をエッチングするサブトラクティブ法である。しかしながら、この方法は、必要な部分を残すように金属材料を取り除く方法であり、材料に無駄が多い。また、取り除いた金属材料を再利用しようとすると、多大なコストを要する。加えて、エッチングでは廃液が発生するため、これを処理するためにも多大なコストが必要となる。
【０００４】
これを回避する方法として、導電ペーストを印刷するアディティブ法が挙げられる。この方法は、アンテナ形成に必要な分量だけ導電ペーストを印刷すれば良く、サブトラクティブ法に比して材料に無駄が少なく、また廃液も出ないため、コストの観点から有利な方法である。しかしながら、ここで用いられる導電ペーストは、従来から、導電性を発現させる金属粉以外に、基材への固着の役割を担う樹脂分を成分として含有するため、金属箔に比して導電性能に劣るという問題点があった。よって、無線タグとして使用する場合には、エッチングや銅線コイルのアンテナに匹敵する性能が得られておらず、また通信信頼性も十分とはいえない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は上記事情に鑑み、十分な導電性能を有するアンテナを形成し、エッチングや銅線コイル等のバルク金属で形成されたアンテナ同等の通信信頼性を有する無線タグを低コストで作製できる無線タグ及び無線タグ用アンテナの形成方法を提供することを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、請求項１の発明は、絶縁基材上に、酸化金属、有機金属化合物のうちいずれか一成分を必須成分として含有する導電ペーストにより印刷されたアンテナが設けられていることを特徴とする無線タグとしたものである。
【０００７】
本発明の請求項２の発明は、絶縁基材上に、酸化金属、有機金属化合物のうちいずれか一成分を必須成分として含有する導電ペーストによりアンテナを印刷形成させたことを特徴とする無線タグアンテナの形成方法としたものである。
【０００８】
本発明の請求項３の発明は、前記導電ペーストが、金属粉を含有していることを特徴とする請求項１記載の無線タグとしたものである。
【０００９】
本発明の請求項４の発明は、前記導電ペーストが、金属粉を含有していることを特徴とする請求項２記載の無線タグアンテナの形成方法としたものである。
【００１０】
すなわち、本願発明は、絶縁基材上に、酸化金属、有機金属化合物のうちいずれか一成分を必須成分として含有する導電ペーストによりアンテナを印刷形成させたことを特徴とする無線タグアンテナの形成方法を提供し、上記課題を解決するものである。
【００１１】
また、もうひとつの発明においては、絶縁基材に、酸化金属、有機金属化合物のうちいずれか一成分を必須成分として含有する導電ペーストにより印刷されたアンテナが設けられていることを特徴とする無線タグを提供し、上記課題を解決するものである。そして、本発明において、上記導電ペーストに金属粉を含有させることが出来るものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
つぎに本発明を実施の形態に基づいて以下に詳細に説明する。
絶縁基材は、配線パターン間の電気絶縁性を保持できる材料であれば使用可能である。例えば、ポリエステル樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリイミド樹脂など、公知のプラスチックフィルムもしくはシート、また、セラミック、ガラス、無機繊維、有機繊維、紙、それらと熱硬化性樹脂あるいは熱可塑性樹脂との複合材の中から適宜選択して用いることができる。絶縁基材の厚みとしては特に限定されるものではなく、無線タグの用途に応じて適宜選定すればよい。
【００１３】
また、これらの基材表面は必要に応じて、カップリング剤処理やプライマー処理、コロナ処理、プラズマ処理等を施して、基材に積層させる導電ペーストの印刷性や密着性を改良することができる。
【００１４】
導電ペーストに酸化金属を導電成分として含有すると、エネルギーを与えて反応させたときに、還元作用により酸素が脱離して金属粒子が発生し、導電性の塗膜を形成させることが出来る。金属粉の点接触による導電性に比して、連続塗膜であることにより高導電性が発現し、アンテナの低抵抗化が可能である。導電ペーストに含まれる酸化金属の種類としては特に限定されるものではない。銀、アルミ、銅、金、白金、パラジウム、ニッケル、クロム、亜鉛、コバルト、モリブデン、タングステン、ルテニウム、オスミウム、イリジウム、鉄、マンガン、ゲルマニウム、スズ、ガリウム、インジウム等の酸化物またはそれらの混合物が挙げられるが、特に導電性とコストの観点から、銀、銅、アルミを主体とするものが好ましい。還元反応を速めるために、導電ペーストは適当な還元剤を含有していても良い。
【００１５】
また、有機銀化合物を導電成分として含有すると、エネルギーを与えて反応させたときに、有機銀化合物が分解して金属粒子が発生し、導電性の塗膜を形成させることが出来る。金属粉の点接触による導電性に比して、連続塗膜であることにより高導電性が発現し、アンテナの低抵抗化が可能である。有機金属化合物の種類も特に限定されるものではない。銀、アルミ、銅、金、白金、パラジウム、ニッケル、クロム、亜鉛、コバルト、モリブデン、タングステン、ルテニウム、オスミウム、イリジウム、鉄、マンガン、ゲルマニウム、スズ、ガリウム、インジウム等を含有する有機物またはそれらの混合物が挙げられるが、特に導電性とコストの観点から、銀、銅、アルミを主体とするものが好ましい。また、有機金属化合物の分解温度が２００℃以下になれば、適用可能な基材の選択幅が広がり、好ましい。
【００１６】
上記酸化金属と有機金属化合物は、いずれかが必須成分として導電ペーストに含まれていれば良く、両者の混合物でもよい。その場合の両者の混合比は特に限定されるものではないが、導電性能が必要な場合は、いずれか一成分のみ含有するのではなく、両者の混合物を含有すれば、反応によって気体が脱離した後の塗膜の空隙を相補的に埋めることができ、より高い導電性が得られるので好ましい。
【００１７】
また、金属粉を系に加えることが可能である。酸化金属及び／または有機金属化合物から発生するナノ金属粒子が金属粉間を埋めることにより、導電性を高めることが出来る。この金属の種類も特に限定されるものではない。銀、アルミ、銅、金、白金、パラジウム、ニッケル、クロム、亜鉛、コバルト、モリブデン、タングステン、ルテニウム、オスミウム、イリジウム、鉄、マンガン、ゲルマニウム、スズ、ガリウム、インジウム等を含有する有機物またはそれらの混合物が挙げられるが、特に導電性とコストの観点から、銀、銅、アルミを主体とするものが好ましい。
【００１８】
また、上記絶縁基材への密着を高めるために、必要に応じて導電ペーストにバインダ樹脂を混合させてもよい。導電ペーストに含まれるバインダ樹脂としては公知のものが使用可能であり、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂等が挙げられるが、これに限定されるものではなく、例えば各種熱硬化性樹脂及びモノマー、光硬化性樹脂及びモノマーなどを用いることができる。これらは、一種または二種以上の組み合わせも可能である。
【００１９】
導電ペーストには溶剤を加えてもよく、公知のものが使用可能である。但し、反応完了後に塗膜に残存するのを避けるため、沸点２５０℃以下が好ましい。溶剤は、一種または二種以上の組み合わせが使用可能である。
導電ペーストの作製方法としては、混合物をホモジナイザーなどの攪拌機で均一に混合した後、三本ロールなどで更に均一にする方法が挙げられるがこれに限定されない。更に分散性を高めるために、超音波、高周波照射等が利用可能である。
【００２０】
アンテナの形成方法としては、公知の方法を用いることが出来るが、印刷法、例えばスクリーン印刷法、オフセット印刷法、グラビア印刷法、インクジェット印刷法等が好ましい。
【００２１】
以上のようにしてアンテナを形成した後、ＩＣチップを実装して無線タグを作製する。前記ＩＣチップは公知のものが使用可能である。ＩＣチップとアンテナを接続する接着材料としては、公知の異方導電性フィルム、異方導電性ペースト、絶縁性ペースト等を用いてよく、塗布方法としては、ディスペンス法、印刷法等が挙げられる。また、接着材料を介しての実装の際に、必要に応じて圧力、熱、光、高周波、超音波等のエネルギーを加えてもよい。また、実装自体を超音波によって行ってもよい。実装後に、ＩＣチップ接続部を衝撃から守るために、実装部全体または一部を被覆保護してもよい。
【００２２】
（実施例１）
基材にポリエチレンテレフタレート（三菱化学ポリエステルフィルム製Ｓ−１００）を用い、表１に示した実施例１の組成からなる藤倉化成（株）製導電ペーストを用いて、ループ状アンテナをスクリーン印刷し、５０℃２０分の予備乾燥を経て、１５０℃３０分の焼成を行うことでアンテナを形成させた。上記導電ペーストは、エネルギーを与えたときに、含有される酸化銀の自己還元作用と、有機銀化合物の分解が起こることにより、バルクの銀に近い導電性の塗膜を形成する特徴がある。ジャンパー部に藤倉化成（株）製絶縁ペーストＸＢ−１０１Ｇを２回印刷し、更にアンテナを形成したものと同種の藤倉化成（株）製導電ペーストをジャンパー線としてスクリーン印刷した。アンテナ両端にフィリップス社製ＭｉｆａｒｅＩＣチップを、ＡＣＦ（異方導電性フィルム（粘着テープ））の熱圧着により実装し、フィリップス社製リーダライタにてチップの読み出し／書き込みを行ったところ、４０ｍｍの通信距離で問題無く通信が行えた。
【００２３】
（実施例２）
基材にポリエチレンテレフタレート（三菱化学ポリエステルフィルム製Ｓ−１００）を用い、藤倉化成（株）製導電ペーストに５０％平均粒径が約７μｍである銀粉を加え、表１の実施例２に示した組成からなるものを用いて、ループ状アンテナをスクリーン印刷し、５０℃２０分の予備乾燥を経て、１５０℃３０分の焼成を行うことでアンテナを形成させた。上記導電ペーストは、エネルギーを与えたときに、含有される酸化銀の自己還元作用と、有機銀化合物の分解が起こることにより、バルクの銀に近い導電性の塗膜を形成する特徴がある。ジャンパー部に藤倉化成（株）製絶縁ペーストＸＢ−１０１Ｇを２回印刷し、更にアンテナを形成したものと同種の藤倉化成（株）製導電ペーストをジャンパー線としてスクリーン印刷した。アンテナ両端にフィリップス社製ＭｉｆａｒｅＩＣチップを、ＡＣＦ（異方導電性フィルム（粘着テープ））の熱圧着により実装し、フィリップス社製リーダライタにてチップの読み出し／書き込みを行ったところ、通信距離５０ｍｍで問題無く通信が行えた。
【００２４】
（比較例１）
導電性粒子として銀粉を含む表１の比較例１に示す組成の導電ペーストを、実施例１と同様の方法でアンテナを形成させ、ＩＣチップを実装して通信テストを行った。無線タグをリーダライタに殆ど接触させないと読めない、通信距離が５ｍｍに満たない結果となった。
【００２５】
表１に示すように、従来型の銀ペーストとは違って、酸化銀、有機銀化合物を含む導電性ペーストもしくはそれに銀粉を加えた導電ペーストを印刷して得られた無線タグでは、十分な通信能力を有することがわかった。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
【発明の効果】
以上から、本発明によれば、酸化金属、有機金属酸化物のうちいずれか一成分を必須成分とした導電ペースト若しくはこれに金属粉を添加した導電ペーストを用いることにより十分な導電性能を有するアンテナを形成することができ、エッチングや銅線コイル等のバルク金属で形成されたアンテナ同等の通信信頼性を有する無線タグを低コストで作製することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＩＣタグの一例を平面から見た説明図である。
【符号の説明】
１…基材
２…アンテナ
３…ＩＣチップ
４…絶縁層
５…無線タグ
【図１】
2004180217.tif 000004