(57)【要約】絶縁性キャリア（２）上にプリント回路を製造する方法であって、第一ステップで導電インクを用いて回路パターン（１）を形成し、第二ステップで該回路モデルをめっき処理する方法。該導電インクはグラビア印刷法により付加され、めっき処理は電解又は化学手段により行われる。【選択図】図１
2004529499.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性キャリア（２）上にプリント基板を製造する方法であって、ここで回路パターン（１）は導電インクを用いて該キャリアに形成し、次いで該キャリアをめっき処理することと、該導電インクをグラビア印刷法により付加することを特徴とする方法。
【請求項２】
インクが、インクの全重量の５０重量％以上の割合で金属粒子を含有することを特徴とする、請求項１に記載のプリント回路製造方法。
【請求項３】
回路パターンを、銅、銀、金、パラジウム、スズ又はこれらの成分の合金を含む導電インクにより形成することを特徴とする、請求項１又は２に記載のプリント回路製造方法。
【請求項４】
インクが導電性有機ポリマーを含み、高い導電性を示すことを特徴とする、請求項１に記載のプリント回路製造方法。
【請求項５】
めっき処理を、電解又は化学手段により、インクにより構成された導電性トラック上で直接行うことを特徴とする、請求項１ないし４のいずれか１項に記載のプリント回路製造方法。
【請求項６】
回路パターン（１）が平面アンテナであることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれか１項に記載のプリント回路製造方法。
【請求項７】
絶縁性キャリア（２）がＰＥ、ＰＥＴ、ＰＶＣ、ポリカーボネート、ＡＢＳ、エポキシ又はポリイミド、又は含浸紙でできていることを特徴とする、請求項１ないし６のいずれか１項に記載のプリント回路製造方法。
【請求項８】
めっき処理を電解槽内で銅を用いて行い、銅層の厚さが２μｍ以上までであることを特徴とする、請求項１ないし７のいずれか１項に記載のプリント回路製造方法。
【請求項９】
１０ｍ／分以上の速度で進む帯状のキャリアに連続的にグラビア印刷とめっき処理を行うことを特徴とする、請求項８に記載のプリント回路製造方法。
【請求項１０】
回路パターンを、電気機械、化学又はレーザーエッチング処理によりグラビア印刷シリンダ上で生成することを特徴とする、請求項１ないし９のいずれか１項に記載のプリント回路製造方法。
【請求項１１】
基板内にめっきスルーホールを形成し、基板の両面をグラビア印刷によりインクで被覆することを特徴とする、請求項１ないし１０のいずれか１項に記載のプリント回路製造方法。
【請求項１２】
基板の両面を同時に被覆することを特徴とする、請求項１１に記載のプリント回路製造方法。
【請求項１３】
インクの第一層で基板上に内側パッド（４）、外側パッド（５）及び非連続パッド（５’）を有する開コイルモデル（９）を形成し、次に非連続パッドと外側パッドの間に絶縁層（８）を配するステップを続けることと、該第一層と同一のインクを用いて非連続パッドと外側パッドの間の接続（１０）を形成することを特徴とする、請求項１ないし１２のいずれか１項に記載のプリント回路製造方法。
【請求項１４】
請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の方法による製造を特徴とする、絶縁性キャリア上のプリント回路。
【請求項１５】
当該回路を平面アンテナとして使用することを特徴とする、請求項１４に記載のプリント回路。
【請求項１６】
メモリ内蔵型携帯物品の平面アンテナとして請求項１５に記載のプリント回路を使用する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は絶縁性キャリア上にプリント基板を製造する方法に関し、ここで回路パターンは導電インクで形成され、この後得られた回路はめっき処理される。本発明は、当該方法により製造された平面アンテナと、メモリ内蔵型携帯物品（例えばスマートカード、電子ラベル、無線通信用回路等）での該アンテナの使用にも関する。
【背景技術】
【０００２】
上述したタイプのプリント回路の製造方法はＷＯ９９／５２３３６号から知られる。
【特許文献１】
ＷＯ９９／５２３３６号
【０００３】
スマートカード又はチップカードとして知られるカードはクレジットカード、ＩＤカード等の分野で普及している。これらは、ユーザに関するデータを保存できるカードである。この種のスマートカードは１つの面に平らな接触部を有する。これらの平らな接触部は、情報の読み出し又は書き出しのためにスマートカードリーダの対応する接触部と機械的に接触させられる。スマートカードリーダ内で電子的接触がなされた後、データの呼び出し又は書き出しは約１秒続く。この時間は比較的長く、更にチップの接触部と対応する接触部がカードリーダ内で機械的に摩耗してしまう。これによりデータが正確に伝達されなくなる虞がある。更に、各接触面の汚染や酸化によりデータ伝達に悪影響が及ぼされることもある。
【０００４】
機械的な接触なしで作動するスマートカードシステムが発達してきている。このようなカードには、接触不要のデータの読み出し及び書き出しに使用される、チップに接続された平面アンテナが一体化されている。この種のシステムは接触面が機械的に摩耗することがなく、更に、読み出し方法をより迅速に、つまり約１００ミリ秒未満で行えるという利点を有する。その上、この種の平面アンテナはラベル及び品物の保護システムに使用できる。この種の平面アンテナには多数の適用可能性があるので、大規模且つ経済的な高速生産に適した製造方法が求められている。これまでは、スイッチング集積回路の製造に使用される従来技術、例えば化学エッチング法に頼ってきた。こういった方法では、回路パターンが直接印刷された又はフォトレジストにより絶縁された導電材料（銅又はアルミニウム）により構成された表面が基板に適用される。その後の化学エッチング工程で（該工程は導電層で行われる）、保護されたパターン領域だけが残り、残りの導電材料は化学攻撃により破損される。
【０００５】
平面アンテナの場合、トラックの表面領域は金属導体の最初の表面領域より小さく、故に、エッチング槽を最適に機能させられなくなるほど且つ廃棄物管理の制約を超えるほど、導電層の大部分が化学的に除去されなければならない。更に、化学エッチング法に適合するキャリア材料は限定されている。化学エッチングは又、多数の連続したステップを必要とする。つまり、化学エッチング法では平面アンテナを経済的に生産することができない。
【０００６】
ＷＯ９９／５２３３６号から知られるプリント回路製造方法があり、ここでは導電インクを用いて回路パターンが絶縁性キャリア上に印刷される。これらの印刷された導電性トラックの電気抵抗は依然極度に高いため、付着ツールを用いて金属層がインクトラックに付加される。該付着ツールは導電性トラックの跡を辿る。該付着ツールは溶解金属を供給しながらフェルトペンのように動作し、該動作と同時に、電気分解がインクトラック上で起こるように電界が発生されることが知られている。
よって該方法では、回路パターンを毎回付着ツールで辿らなければならない。これには時間が多くかかり、故に該方法は、ステップは２つしかないが、平面アンテナの大規模な生産に適さない。
【０００７】
特許ＥＰ０９１０９３５号に記載の方法も、銅層を導電インクに電解析出することを目的としている。しかし該方法は、２つの導電インクボンディングステップ（ボンディング前ステップとオフセット印刷析出ステップ）と、２つの銅析出ステップ（かなり時間のかかる第一化学析出ステップとそれに続く電解析出ステップ）という４つの連続したステップを必要とする。該方法は大量生産に適さない。
【特許文献２】
ＥＰ０９１０９３５号
【０００８】
ＵＳ−Ａ−５，６２２，６５２号では、導電性の液体をグラビア印刷により基板に付加する、ワンステップのプリント回路製造方法が開示され知られている。該導電性の液体から形成されたトラックが直接プリント回路のトラックをなす。しかし、この技術による問題は使用される液体の導電性が低いことに関する。実際、当該開示によると、この液体は、固体で２８重量％を占める直径５ないし１０μｍの金属粒子を含有する。該粒子がこのような大きさであるため、析出層が厚くなる。
この種のインク層の析出には乾燥に関する第二の問題が生じる。実際、該方法によると、液体が深層まで乾くように、プリント回路はドライヤ内に置かなければならない。この乾燥方法により、当該大量生産方法はスピードが落ち、生産率が下がる。更に、乾燥時間を最短化する唯一の方法は乾燥温度を上げることであるが、高温を使用するには、その温度に耐えられる基板を選ぶことが必要となる。よって該方法は、使用可能な基板が制限されるという欠点を有する。
【特許文献３】
ＵＳ−Ａ−５，６２２，６５２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、いかなる種類の材料のキャリアにも経済的且つスピーディに多数の回路を形成できるプリント回路製造方法を提供することである。これは、導電インクをグラビア印刷法により付加し、該第一ステップ後すぐに付加したインクのめっき処理ステップを行うことにより達成される。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の別の特徴によると、めっき処理は電解又は化学手段により、インクにより構成された導電性トラック上で直接行う。更に本発明で使用されるインクは導電性が高く、電気抵抗が非常に低い。したがって、最小限のめっきを該インク上に析出して、２ないし３μｍの厚さのトラックを有するプリント回路を形成することが可能である。よって、まず使用する原材料の点で節約ができる。及び、この薄いインク析出物は容易且つ迅速に乾燥させられる。インク析出物は考えられる値の厚さでは透明のままであるので、例えば紫外線照射を使用してよい。紫外線照射により架橋可能なインクを用いると、低温で熱処理するよりも高レベルの重合が得られる。これによりインクの抵抗率が低くなり、より薄いめっきの析出が可能になる。
【００１１】
本発明の一実施例によると、絶縁性キャリアはＰＥ、ＰＥＴ、ＰＶＣ、ポリカーボネート、ＡＢＳ又は含浸紙、エポキシガラス又はポリイミド基板等でできており、回路パターンは銅、銀、金、パラジウム、スズ又はこれらの成分の合金を含む導電インクにより形成する。
好ましくは、めっき処理は電解槽内で銅を用いて行い、２μｍ以上までの厚さの銅層を得る。
【００１２】
本発明の特定の実施例によると、１０ｍ／分以上の速度で進む帯状のキャリアに連続的にグラビア印刷とめっき処理を行う。
【００１３】
更に本発明は、本発明による方法で製造されるプリント回路に関し、特に、当該方法により製造された平面アンテナと、メモリ内蔵型携帯物品（例えばスマートカード、電子ラベル、無線通信用回路等）での該アンテナの使用に関する。
本発明は以下の説明及び添付の図面からより明確に理解されるであろう。図面は単なる例示のためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。
【００１４】
本発明による製造方法は基本的に２つのステップを備える。第一ステップでは、印刷すべき回路のモデル１（図１に示した場合平面アンテナ）を、導電インクを用いて絶縁性基板２に形成する。
実際は、想定される印刷方法が全て同等に導電インクの使用に適しているわけではないことがわかった。
本発明によると回路パターンは、電気機械、化学又はレーザーエッチングによりグラビア印刷シリンダ上で生成する。導電インクは、粘度及びその他の物理的／化学的特性の点から、グラビア印刷に適するように準備しなければならない。グラビア印刷法により製造された回路パターンは、他の印刷法により製造された回路パターンの場合よりも電気抵抗が低くなり、故に、薄く金属被覆された最終製品の電気抵抗は許容範囲内となる。
【００１５】
選ばれるインクは例えば金属含有導電インクである。この場合金属は主に銀で、マイクロウエハを形成する薄片の形態をとる。これらマイクロウエハは好ましくは非常に薄く（１ないし２μｍ）、長さは２ないし５μｍの範囲である。これらの金属量の割合はインクの全重量の５０ないし８５重量％である。インクの乾燥抽出物はこれらの金属量を含む。好適な実施例において、該乾燥抽出物の全重量は通常、インクの全重量の８０ないし９０重量％に相当する。好ましくは、金属量の割合は、作成したインクの導電性が確実に高くなるように全重量の７０重量％である。そして、導電性が高いインクは抵抗率が低い。このことにより以下のめっき処理ステップが容易になる。
ある変形例において、インクは導電性有機ポリマーを含んでよい。該ポリマーの利点は、得られるインクが特にグラビア印刷技術に適合するように、該インクのレオロジー特性を調節できる溶液又は水相で作成される点である。当該変形例の別の利点は、インクが金属を含有しないことによるものである。これにより、大規模生産におけるコスト削減がもたらされ、均質なインクを容易に得られるようになり、当該製造方法の信頼性が向上する。
【００１６】
グラビア印刷法は、帯状の基板に１００ｍ／分の進行速度で押印できる高速の方法である。逆に銅の電解析出は約１０ｍ／分と遅くなる。トラック及びトラック間の空間分解能は約１００μｍで、これは平面アンテナの製造に十分である。更に、グラビア印刷技術は導電インクを少量しか必要としない（５ないし１０ｇ／ｍ２）。この量は、５０ないし１００ｇ／ｍ２を必要とするシルクスクリーン印刷等の印刷法で必要な量よりも特に少ないが、オフセット印刷に必要な量と同等である。インクは６０℃以下の温度で乾燥でき、よって広範囲の従来のキャリア材料、特に高温では変形してしまうＰＶＣといった材料の使用が可能となる。
【００１７】
キャリア材料に導電インクを付加した後、２μｍ以上までの厚さの金属層を付加するためにキャリアを電解槽内に入れる。平面アンテナの場合、パッシベート処理された銅を用いるため、銅の自然酸化速度は大幅に低下する。
【００１８】
絶縁性基板に想定される材料は、ＰＥ、ＰＥＴ、ＰＶＣ、ポリカーボネート、ＡＢＳ又は含浸紙、エポキシガラス又はポリイミド基板等である。
【００１９】
上述した方法で製造された平面アンテナは、接触不要のカード等の回路システムに簡単に一体化できる。ボンディングは、ワイヤーボンディング又はフリップチップボンディング等の従来の方法で行える。基板に使用できる材料の選択肢の広がり、材料の消費量の低減、及び当該製造方法の実行速度の高速化によって、経済的且つ高速の製造が実現される。したがって、本発明による方法は平面アンテナ又は同様の回路の大規模生産に特に適している。
【００２０】
しかし、この種の平面アンテナは、集積回路（チップとも呼ばれる）のメモリ内のデータを読み出し又は書き出しできるようにするために該集積回路に接続する必要がある。
チップは小型で、その表面領域は約２ないし１０ｍｍ２と小さい。ここで、アンテナのトラックは通常、同心コイル３を、トラックの第一端４が中心の最小コイルに、トラックの第二端５が外側の最大コイルに位置するようにして形成される。その結果、これら２つの端４及び５は通常、チップの直径よりも広い距離だけ離間される。接続パッドを形成するこれら２つの端にチップを接続するためには、これらの端を互いになるべく近づけることが必要となる。
【００２１】
図２に示した第一実施例によると、各コイルのトラック幅を少なくとも部分的に狭くし、その位置ではコイルが互いに近接するようにする。よって、各コイルの第一部分６のトラック幅は、コイルの第二部分７のトラック幅よりも広い。更に第二部分７を互いに近づける。グラビア印刷法では、約１００μｍのトラック幅と約１００μｍのトラック間の幅を得ることができるので、このようにしてこれらの部分を近づけることができる。よって２つの端は互いに十分に近接し、接触状態にするためにチップのパッドを重ね合わせることができる。該接触部は例えば、これらの端と接触するようにチップのパッドに堆積されたポリマー又は金属隆起により形成されていてよい。この場合、チップとアンテナのユニットは、接続を保護するための樹脂で取り巻かれる。ある変形例では、導電性が一空間方向のみに限定される異方性導電フィルム（ＡＣＦ）又は異方性導電ペースト（ＡＣＰ）を使用できる。異方性ペーストを使用する変形例では、接続及び保護機能が同時に実行される。該ペーストをグラビア印刷により平面アンテナ上に直接印刷することにしてもよく、そうすると、残る作業はチップの接続作業のみとなる。
【００２２】
図３（ａ）（ｂ）及び（ｃ）に示した第二実施例によると、「ブリッジ」を設けて第二端を第一端近傍に近づけてもよい。この場合、第二端がコイル上を渡れるように、トラックと第二端の間に絶縁層８を配する。この場合、第一行程で、内側パッドを形成する第一端４と、該内側パッド４と並列する非連続パッド５’とを形成する。外側パッドを形成する第二端５は非連続パッド５’には接続されていない。当該実施例で目的とするアンテナ９はまだ得られていない。次に第二行程で絶縁層８を配し、最後にアンテナ９の外側パッド５と非連続パッド５’を接続する導電性ブリッジ１０を形成する。ブリッジ１０は絶縁層８上を渡る。よって第二端５を、最小コイルの内側で第一端４近傍に収めることができる。これら２つの行程は直列取り付け型グラビア印刷シリンダを用いて連続的に行われる。第二行程でコイルをアンテナ９に付加できる。
【００２３】
キャリア基板の二面が使用されうる第三実施例によると、基板のプリント回路のトラックがない側に、チップを含むモジュールを配する。次いで該モジュールをその面上で機械的につかみ、もう一方の面にあるアンテナの端と接触させる。しかし当該技術では、アンテナのキャリア基板が過剰に厚くてはならず、最大でも５０μｍ以下でなければならない。
【００２４】
同じくキャリア基板の二面が使用されうる第四実施例によると、まず基板を穿孔する。これらの孔は基板内のめっきスルーホールを形成し、基板の第一面と第二面を繋げるものである。次に穿孔された基板を印刷する。インクを第一面上にアンテナパターンに付加し、チップを受けるように設計された接続回路パターンを同時又は逐次に第二面上に形成する。インクの粘度と孔のサイズのためにスルーホールはインクで満たされる。こうしてインクで被覆された基板を次いで電解槽に入れ、ここで、インクで被覆された全領域が銅で被覆される。孔によって基板の第一面と第二面の間の導電性が確保される。保護回路のパターンは特に、基板の少なくとも２つの孔を近づけるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の方法で製造された平面アンテナの２つの異なるモデルの上面図である。
【図２】本発明の方法の第一実施例により製造されたプリント回路パターンの上面図である。
【図３】本発明の方法の第二実施例により製造されたプリント回路パターンの上面図である。
【国際公開パンフレット】
2004529499.tif 000003
2004529499.tif 000004
2004529499.tif 000005
2004529499.tif 000006
2004529499.tif 000007
2004529499.tif 000008
2004529499.tif 000009
2004529499.tif 000010
2004529499.tif 000011
2004529499.tif 000012
2004529499.tif 000013
2004529499.tif 000014
2004529499.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成15年7月12日(2003.7.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性キャリア（２）上にプリント基板を製造する方法であって、ここで回路パターン（１）は導電インクを用いて該キャリアに形成し、
−インクが、インクの全重量の５０重量％以上の割合で金属粒子を含有することと
−該導電インクをグラビア印刷法により付加し、次いで該キャリアを、インクにより構成された導電性トラック上で直接めっき処理すること
を特徴とする方法。
【請求項２】
回路パターンを、銅、銀、金、パラジウム、スズ又はこれらの成分の合金を含む導電インクにより形成することを特徴とする、請求項１に記載のプリント回路製造方法。
【請求項３】
インクが導電性有機ポリマーを含み、高い導電性を示すことを特徴とする、請求項１に記載のプリント回路製造方法。
【請求項４】
めっき処理を、電解又は化学手段により行うことを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか１項に記載のプリント回路製造方法。
【請求項５】
回路パターン（１）が平面アンテナであることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれか１項に記載のプリント回路製造方法。
【請求項６】
絶縁性キャリア（２）がＰＥ、ＰＥＴ、ＰＶＣ、ポリカーボネート、ＡＢＳ、エポキシ又はポリイミド、又は含浸紙でできていることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれか１項に記載のプリント回路製造方法。
【請求項７】
めっき処理を電解槽内で銅を用いて行い、銅層の厚さが２μｍ以上までであることを特徴とする、請求項１ないし６のいずれか１項に記載のプリント回路製造方法。
【請求項８】
１０ｍ／分以上の速度で進む帯状のキャリアに連続的にグラビア印刷とめっき処理を行うことを特徴とする、請求項７に記載のプリント回路製造方法。
【請求項９】
回路パターンを、電気機械、化学又はレーザーエッチング処理によりグラビア印刷シリンダ上で生成することを特徴とする、請求項１ないし８のいずれか１項に記載のプリント回路製造方法。
【請求項１０】
基板内にめっきスルーホールを形成し、基板の両面をグラビア印刷によりインクで被覆することを特徴とする、請求項１ないし９のいずれか１項に記載のプリント回路製造方法。
【請求項１１】
基板の両面を同時に被覆することを特徴とする、請求項１０に記載のプリント回路製造方法。
【請求項１２】
インクの第一層で基板上に内側パッド（４）、外側パッド（５）及び非連続パッド（５’）を有する開コイルモデル（９）を形成し、次に非連続パッドと外側パッドの間に絶縁層（８）を配するステップを続けることと、該第一層と同一のインクを用いて非連続パッドと外側パッドの間の接続（１０）を形成することを特徴とする、請求項１ないし１２のいずれか１項に記載のプリント回路製造方法。
【請求項１３】
請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の方法による製造を特徴とする、絶縁性キャリア上のプリント回路。
【請求項１４】
当該回路を平面アンテナとして使用することを特徴とする、請求項１３に記載のプリント回路。
【請求項１５】
メモリ内蔵型携帯物品の平面アンテナとして請求項１４に記載のプリント回路を使用する方法。
【国際調査報告】
2004529499.tif 000016
2004529499.tif 000017
2004529499.tif 000018