JP5402139B2 - Antenna pattern and method of manufacturing antenna pattern - Google Patents
Antenna pattern and method of manufacturing antenna pattern Download PDFInfo
- Publication number
- JP5402139B2 JP5402139B2 JP2009072643A JP2009072643A JP5402139B2 JP 5402139 B2 JP5402139 B2 JP 5402139B2 JP 2009072643 A JP2009072643 A JP 2009072643A JP 2009072643 A JP2009072643 A JP 2009072643A JP 5402139 B2 JP5402139 B2 JP 5402139B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- antenna pattern
- metal
- fine particles
- copper
- sintered film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Details Of Aerials (AREA)
Description
本発明は、アンテナパターンに関し、さらに詳しくは、基材上に、金属又は金属酸化物微粒子を含む塗布液を印刷して印刷層を形成し、該印刷層を焼成処理して金属微粒子焼結膜を形成してなるアンテナパターン及び該アンテナパターンの製造方法に関する。 The present invention relates to an antenna pattern, and more specifically, a coating liquid containing metal or metal oxide fine particles is printed on a substrate to form a printed layer, and the printed layer is fired to form a metal fine particle sintered film. The present invention relates to an antenna pattern formed and a method of manufacturing the antenna pattern.
従来から、プラスチック等の基材の上にＩＣチップとアンテナパターンを備え、データの送受信を非接触で行うことができるＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）データキャリアが、非接触式ＩＣタグ、非接触式ＩＣカードなどに利用されている。特に、電波をやりとりして無線通信を行うUHF（Ultra High Frequency)帯（８６０〜９６０ＭＨｚ）のＲＦＩＤは、通信距離が長いことから注目されている。
また、近年、コンピュータのネットワークを形成するための無線ＬＡＮに対して、建物の外部からの侵入を防ぐための電磁波の遮蔽が必要とされており、電磁シールドパターンが形成されたシート状基材が要望されている。
このようなアンテナパターンや電磁シールドパターンをシート基材上に形成するために、例えば、基材上にアルミニウム箔や銅箔などの金属箔を貼り合わせ、エッチングなどの方法によりこれらの電極層を形成することが知られている（例えば、特許文献１参照）。
Conventionally, an RFID (Radio Frequency Identification) data carrier that has an IC chip and an antenna pattern on a base material such as plastic and can perform data transmission and reception in a non-contact manner is a non-contact IC tag, a non-contact IC. Used for cards. In particular, RFID in the UHF (Ultra High Frequency) band (860 to 960 MHz) that performs radio communication by exchanging radio waves has attracted attention because of its long communication distance.
In recent years, a wireless LAN for forming a computer network has been required to shield electromagnetic waves to prevent intrusion from the outside of a building, and a sheet-like substrate on which an electromagnetic shield pattern is formed is provided. It is requested.
In order to form such an antenna pattern or electromagnetic shield pattern on a sheet substrate, for example, a metal foil such as an aluminum foil or a copper foil is laminated on the substrate, and these electrode layers are formed by a method such as etching. It is known to do (see, for example, Patent Document 1).
アンテナの通信距離を十分にするためには、少なくともアンテナの体積抵抗率が１×１０-5Ω・ｃｍ以下であることが必要であり、特許文献１に開示されるような手法で作製されたアンテナパターンは、このような物性を満足するものである。
しかしながら、特許文献１に開示されるような手法では、紙基材に対し、アンテナパターンを形成するのが非常に困難であり、また、フィルム基材などに対してアンテナパターンを形成する場合も、非常に多くの工程が必要となる。
In order to make the communication distance of the antenna sufficient, it is necessary that at least the volume resistivity of the antenna is 1 × 10 −5 Ω · cm or less, and the antenna is manufactured by the technique disclosed in Patent Document 1. The antenna pattern satisfies such physical properties.
However, in the technique disclosed in Patent Document 1, it is very difficult to form an antenna pattern on a paper base material, and when an antenna pattern is formed on a film base material or the like, A very large number of processes are required.
一方、通常の導電性ペーストを使用してアンテナパターンを形成する方法もあり、例えば、導電性粉末と電子線硬化型成分とを含む電子線硬化型導電ペーストと、電子線硬化型成分を含む電子線硬化型絶縁ペーストの内の少なくとも一方のペーストを用いて基材上にアンテナ回路を形成することを特徴とする、電子線を用いた非接触型ＩＣメディアのアンテナ回路の形成方法が提案されている（特許文献２参照）。しかしながら、この方法では、粒径の大きい微粒子を使用するため、アンテナパターンの表面の凹凸が大きくなり、特に、電波により情報を通信するＵＨＦタグでは、通信距離が短くなる不具合が生じる。また、ＩＣチップや、ＩＣチップを担持した回路部品をアンテナへ実装する際に、界面に凹凸があることで接触抵抗が大きくなり、接合が不十分となって、信頼性が低下するという問題が生じる。 On the other hand, there is also a method of forming an antenna pattern using a normal conductive paste, for example, an electron beam curable conductive paste containing conductive powder and an electron beam curable component, and an electron containing an electron beam curable component. A method of forming an antenna circuit for a non-contact type IC media using an electron beam, characterized in that an antenna circuit is formed on a substrate using at least one of the line-curable insulating pastes. (See Patent Document 2). However, since this method uses fine particles having a large particle size, the unevenness of the surface of the antenna pattern becomes large. In particular, in the UHF tag that communicates information by radio waves, the communication distance becomes short. In addition, when mounting an IC chip or a circuit component carrying an IC chip on an antenna, there is a problem that contact resistance increases due to unevenness at the interface, bonding becomes insufficient, and reliability decreases. Arise.
また、導電性物質と、塩化ビニル／酢酸ビニル／（メタ）アクリル酸ヒドロキシアルキル共重合体樹脂とを含む導電性インキを用い、該導電性インキを印刷することにより、基材上に導電回路を形成し、形成された導電回路を加熱、加熱加圧、または紫外線照射し、導電回路の表面を平滑化する技術が提案されている（特許文献３参照）。しかしながら、この技術をもってしても、表面の平滑度は十分とは言えず、例えば、ナノ粒子を含む導電性接着剤により接合を行う技術や、超音波によって金属を接合する技術など、近年注目されている接合技術を、印刷で形成された回路へ適用するのは非常に困難であった。 Further, by using a conductive ink containing a conductive substance and vinyl chloride / vinyl acetate / hydroxyalkyl (meth) acrylate copolymer resin and printing the conductive ink, a conductive circuit is formed on the substrate. There has been proposed a technique for smoothing the surface of the conductive circuit by forming, heating, heating and pressurizing, or irradiating the formed conductive circuit with ultraviolet rays (see Patent Document 3). However, even with this technique, the smoothness of the surface cannot be said to be sufficient. For example, techniques for bonding with conductive adhesives containing nanoparticles, techniques for bonding metals with ultrasonic waves, etc. have attracted attention in recent years. It has been very difficult to apply the joining technique that has been applied to printed circuits.
本発明は、このような状況下になされたもので、基材上に、パターン状の金属微粒子焼結膜を形成してなり、金属微粒子焼結膜の表面抵抗が小さく、かつ該表面の平滑性の高いアンテナパターン及びその製造方法を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made under such circumstances, and is formed by forming a patterned metal fine particle sintered film on a substrate, and the surface resistance of the metal fine particle sintered film is small and the smoothness of the surface is low. An object of the present invention is to provide a high antenna pattern and a manufacturing method thereof.
本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、基材に金属等の微粒子を印刷し、粒子どうしを焼結させて、薄膜を形成する技術を用いることで、基材に直接パターン状の金属微粒子焼結膜を形成し得ることが可能であること、さらには、この方法を用いることで、優れた導電性を有し、かつ平滑性の高いパターン状の金属微粒子焼結膜を基材上に設けられることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。 As a result of intensive studies to achieve the above object, the inventors have printed a base material by printing fine particles such as metal on the base material and sintering the particles to form a thin film. It is possible to form a patterned metal fine particle sintered film directly on the material, and furthermore, by using this method, the patterned metal fine particle firing having excellent conductivity and high smoothness can be achieved. It has been found that a conjunctiva can be provided on a substrate. The present invention has been completed based on such findings.
すなわち、本発明は、基材上に、平均一次粒子径が５０ｎｍ以下の、金属又は金属酸化物微粒子を含む塗布液をパターン状に印刷して印刷層を形成し、該印刷層を焼成処理してパターン状の金属微粒子焼結膜を形成してなるアンテナパターンであって、パターン状の金属微粒子焼結膜の表面抵抗が１０Ω／□以下であり、かつ該表面の算術平均粗さ（Ｒａ）が５．０ｎｍ以下であることを特徴とするアンテナパターン、及び基材上に、平均一次粒子径が５０ｎｍ以下の、金属又は金属酸化物微粒子を含む塗布液をパターン状に印刷して印刷層を形成する工程、該印刷層を焼成処理してパターン状の金属微粒子焼結膜を形成する工程を有するアンテナパターンの製造方法であって、焼成処理が、不活性ガス雰囲気下又は還元性ガス雰囲気下で発生するプラズマにより焼成されることを特徴とするアンテナパターンの製造方法、
を提供するものである。
That is, the present invention forms a printed layer by printing a coating liquid containing metal or metal oxide fine particles having an average primary particle size of 50 nm or less on a substrate in a pattern, and firing the printed layer. An antenna pattern formed by forming a patterned metal fine particle sintered film, wherein the surface resistance of the patterned metal fine particle sintered film is 10 Ω / □ or less, and the arithmetic average roughness (Ra) of the surface is 5 A coating layer is formed by printing a coating liquid containing metal or metal oxide fine particles having an average primary particle diameter of 50 nm or less on an antenna pattern and a substrate characterized by being 0.0 nm or less and a substrate. A method of manufacturing an antenna pattern comprising a step of firing the printed layer to form a patterned metal fine particle sintered film, wherein the firing treatment is performed in an inert gas atmosphere or a reducing gas atmosphere. Method of manufacturing an antenna pattern, characterized in that it is fired by plasma,
Is to provide.
本発明によれば、基材上に、パターン状の金属微粒子焼結膜を形成してなり、優れた導電性を有し、かつ平滑性の高いアンテナパターンを提供することができる。 According to the present invention, a patterned metal fine particle sintered film is formed on a substrate, and an antenna pattern having excellent conductivity and high smoothness can be provided.
本発明のアンテナパターンは、基材上に、平均一次粒子径が５０ｎｍ以下の、金属又は金属酸化物微粒子を含む塗布液をパターン状に印刷して印刷層を形成し、該印刷層を焼成処理してパターン状の金属微粒子焼結膜を形成してなる。 In the antenna pattern of the present invention, a coating liquid containing metal or metal oxide fine particles having an average primary particle diameter of 50 nm or less is printed in a pattern on a substrate to form a printed layer, and the printed layer is baked Thus, a patterned metal fine particle sintered film is formed.
（基材）
本発明において用いる基材としては、アンテナパターンに用いられるものであれば特に制限されるものではなく、例えば、ソーダライムガラス、無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、高歪点ガラス、石英ガラス等のガラス基板、アルミナ、シリカなどのセラミックス基板等の無機材料を用いることができ、さらに高分子材料、紙などを用いることもできる。
また、本発明では後に詳述するように、金属又は金属酸化物微粒子が低温かつ短時間で焼結されて導電性薄膜が形成されるため、基材に損傷を与えることが少なく、高歪点ガラスなど耐熱性の高い特殊なガラスを使わなくてもよく、耐熱性の低い通常のソーダライムガラス等であっても使用することができる。さらには、プラスチックなどの高分子材料も基材とすることができ、特にポリイミドなどの樹脂フィルムを用いることができる点で非常に有用である。
(Base material)
The substrate used in the present invention is not particularly limited as long as it is used for an antenna pattern. For example, glass such as soda lime glass, alkali-free glass, borosilicate glass, high strain point glass, and quartz glass. An inorganic material such as a substrate, a ceramic substrate such as alumina or silica can be used, and a polymer material or paper can also be used.
In the present invention, as will be described in detail later, since the conductive thin film is formed by sintering the metal or metal oxide fine particles at a low temperature in a short time, the substrate is less damaged and has a high strain point. It is not necessary to use special glass having high heat resistance such as glass, and ordinary soda lime glass having low heat resistance can be used. Furthermore, a polymer material such as plastic can be used as a base material, and is particularly useful in that a resin film such as polyimide can be used.
基材として用い得る高分子材料としては、用途に応じて種々のものを挙げることができるが、融点２００℃以上のものが好ましく、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、エポキシ樹脂、ガラス−エポキシ樹脂、ポリフェニレンエーテルなどを使用することができる。これらのうち、耐熱性、機械強度、電気絶縁性、耐薬品性などの点では、ポリイミド樹脂が好ましく、柔軟性、コスト、基材の平滑性の点ではポリエチレンテレフタレート、及びポリエチレンナフタレートが好ましい。
本発明のアンテナパターンは、樹脂フィルム基材に対しても、金属微粒子焼結膜の密着性が良好である。これは、樹脂フィルム基材表面にわずかに存在するカルボキシル基、アミノ基、水酸基など極性の強い官能基と、本発明のような特異な構造を持つ金属微粒子焼結膜が、界面でイオン結合などの化学的な相互作用をしているためと考えられる。
As the polymer material that can be used as the base material, various materials can be mentioned depending on the application, but those having a melting point of 200 ° C. or higher are preferable, for example, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polycarbonate, polyimide, polyamideimide, Polyethersulfone, polyetherimide, epoxy resin, glass-epoxy resin, polyphenylene ether, and the like can be used. Of these, polyimide resin is preferable in terms of heat resistance, mechanical strength, electrical insulation, chemical resistance, and polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate are preferable in terms of flexibility, cost, and smoothness of the substrate.
The antenna pattern of the present invention has good adhesion of the metal fine particle sintered film to the resin film substrate. This is because the functional group having a strong polarity such as carboxyl group, amino group and hydroxyl group slightly present on the surface of the resin film substrate and the metal fine particle sintered film having a unique structure as in the present invention has an ionic bond at the interface. This is thought to be due to chemical interaction.
基材の厚さについては特に制限はないが、基材が無機材料である場合には、通常０．１〜１０ｍｍ程度、好ましくは０．５〜５ｍｍである。
一方、プラスチック基材の場合には、通常１０〜３００μｍの範囲である。１０μｍ以上であると、アンテナパターンを形成する際に基材の変形が抑制され、形成されるアンテナパターンの形状安定性の点で好適である。また、３００μｍ以下であると巻き取り加工を連続して行う場合に、柔軟性の点で好適である。
Although there is no restriction | limiting in particular about the thickness of a base material, When a base material is an inorganic material, it is about 0.1-10 mm normally, Preferably it is 0.5-5 mm.
On the other hand, in the case of a plastic substrate, it is usually in the range of 10 to 300 μm. When the thickness is 10 μm or more, deformation of the substrate is suppressed when forming the antenna pattern, which is preferable in terms of shape stability of the formed antenna pattern. Moreover, when it is 300 micrometers or less, when winding-up processing is performed continuously, it is suitable at the point of a softness | flexibility.
（金属又は金属酸化物微粒子）
金属の種類としては、導電性を有するものであれば特に制限されるものではなく、金、銀、白金、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、オスミウムなどの貴金属；銅、ニッケル、スズ、鉄、クロム、アルミニウム、モリブデン、タングステン、亜鉛、チタン、鉛などの卑金属が挙げられる。
これらのうち、高い導電性を有し、かつ微粒子を容易に維持できる点から、金、銀、銅、及びニッケルが好ましく、導電性、経済性、耐マイグレーション性などを加味すると、銅が好ましい。
これらの金属は１種を単独で用いてもよいし、２種以上を混合して、又は合金化して使用してもよい。また、金属酸化物としては、酸化銀、酸化第一銅、酸化第二銅又はこれらの混合物などが好適に挙げられる。これらのうち、特に銅の化合物が好ましく、とりわけ、銅の酸化物（酸化第一銅、酸化第二銅又はこれらの混合物）が好適である。
なお、ここで金属酸化物には、金属の表面が酸化された態様も含む。特に、金属は、微粒子形状としたときに、酸化により表面が酸化されることがあり、本発明では、このような表面が酸化された金属微粒子も用いることができ、本発明においては、表面が酸化された銅が好ましい。
(Metal or metal oxide fine particles)
The type of metal is not particularly limited as long as it has conductivity. Noble metals such as gold, silver, platinum, palladium, rhodium, iridium, ruthenium, osmium; copper, nickel, tin, iron, chromium , Base metals such as aluminum, molybdenum, tungsten, zinc, titanium and lead.
Among these, gold, silver, copper, and nickel are preferable because they have high conductivity and can easily maintain fine particles, and copper is preferable in consideration of conductivity, economy, migration resistance, and the like.
One kind of these metals may be used alone, or two or more kinds may be mixed or alloyed. Moreover, as a metal oxide, silver oxide, cuprous oxide, cupric oxide, a mixture thereof, etc. are mentioned suitably. Among these, a copper compound is particularly preferable, and a copper oxide (cuprous oxide, cupric oxide, or a mixture thereof) is particularly preferable.
Here, the metal oxide includes a mode in which the metal surface is oxidized. In particular, when the metal is in the form of fine particles, the surface may be oxidized due to oxidation. In the present invention, metal fine particles having such a surface oxidized can also be used. Oxidized copper is preferred.
上記金属微粒子及び金属酸化物微粒子の調製方法としては種々の方法があるが、メカノケミカル法などによる金属粉を粉砕して得る物理的な方法；ＣＶＤ法や蒸着法、スパッタ法、熱プラズマ法、レーザー法のような化学的な乾式法；熱分解法、化学還元法、電気分解法、超音波法、レーザーアブレーション法、超臨界流体法、マイクロ波合成法等による化学的な湿式法と呼ばれる方法で作製できる。
得られた微粒子は、分散液とするために、微粒子にポリビニルピロリドンなどの水溶性高分子やグラフト共重合高分子のような保護剤、界面活性剤、金属と相互作用するようなチオール基やアミノ基、水酸基、カルボキシル基を有する化合物で被覆することが好ましい。また、合成法によっては、原料の熱分解物や金属酸化物が粒子表面を保護し、分散性に寄与する場合もある。熱分解法や化学還元法などの湿式法で作製した場合は、還元剤などがそのまま微粒子の保護剤として作用することがある。
また、分散液の分散安定性を高めるために、微粒子の表面処理を行ったり、高分子、イオン性化合物、界面活性剤等からなる分散剤を添加してもよい。
There are various methods for preparing the metal fine particles and metal oxide fine particles, but a physical method obtained by pulverizing metal powder by a mechanochemical method or the like; CVD method, vapor deposition method, sputtering method, thermal plasma method, Chemical dry method such as laser method; pyrolysis method, chemical reduction method, electrolysis method, ultrasonic method, laser ablation method, supercritical fluid method, method called chemical wet method by microwave synthesis method, etc. Can be produced.
In order to make the obtained fine particles into a dispersion liquid, the fine particles are protected with a water-soluble polymer such as polyvinyl pyrrolidone, a protective agent such as a graft copolymer, a surfactant, a thiol group or an amino acid that interacts with a metal. It is preferable to coat with a compound having a group, a hydroxyl group and a carboxyl group. Depending on the synthesis method, the pyrolyzate or metal oxide of the raw material may protect the particle surface and contribute to dispersibility. When produced by a wet method such as a thermal decomposition method or a chemical reduction method, the reducing agent or the like may act as a protective agent for the fine particles as it is.
In addition, in order to improve the dispersion stability of the dispersion, surface treatment of the fine particles may be performed, or a dispersant composed of a polymer, an ionic compound, a surfactant, or the like may be added.
上記微粒子の平均一次粒子径は５０ｎｍ以下である。平均一次粒子径が５０ｎｍ以下であると、融点が低く維持され、十分な焼結が可能であり、高い導電性が得られる。下限値については、特に制限はないが、１ｎｍ以上であることが好ましい。平均一次粒子径が１ｎｍ以上であると、分散液の分散安定性が良好であり、アンテナパターンを形成した際の導電性が良好となる。以上の観点から、微粒子の平均一次粒子径は、２〜３０ｎｍの範囲がさらに好ましい。
ここで、分散液中の微粒子の平均一次粒子径は、透過型電子顕微鏡による観察像から測定される。
なお、これらの微粒子は、単結晶からなる微粒子であっても、より小さい結晶子が複数集まった多結晶微粒子であってもよい。
The average primary particle diameter of the fine particles is 50 nm or less. When the average primary particle diameter is 50 nm or less, the melting point is kept low, sufficient sintering is possible, and high conductivity is obtained. Although there is no restriction | limiting in particular about a lower limit, It is preferable that it is 1 nm or more. When the average primary particle diameter is 1 nm or more, the dispersion stability of the dispersion is good, and the conductivity when the antenna pattern is formed is good. From the above viewpoint, the average primary particle diameter of the fine particles is more preferably in the range of 2 to 30 nm.
Here, the average primary particle diameter of the fine particles in the dispersion is measured from an image observed with a transmission electron microscope.
These fine particles may be single-crystal fine particles or polycrystalline fine particles in which a plurality of smaller crystallites are collected.
微粒子の分散液（塗布液）を構成し、上記微粒子を分散させる分散媒としては、水及び／又は有機溶媒を用いることができる。有機溶媒としては、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリンなどのアルコール類；トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素；アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン類；酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、酢酸イソブチルなどのエステル類；テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールモノメチルエーテル（メチルセロソルブ）、エチレングリコールモノエチルエーテル（エチルセロソルブ）、エチレングリコールモノブチルエーテル（ブチルセロソルブ）などのエーテル類；ヘキサン、デカン、ドデカン、テトラデカン等の脂肪族炭化水素；シクロヘキサン等の脂環式炭化水素などが挙げられる。 Water and / or an organic solvent can be used as a dispersion medium for forming a fine particle dispersion (coating liquid) and dispersing the fine particles. Examples of the organic solvent include methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, glycerin and other alcohols; toluene, xylene and other aromatic hydrocarbons; acetone, methyl ethyl ketone Ketones such as methyl isobutyl ketone; esters such as methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate and isobutyl acetate; tetrahydrofuran, dioxane, ethylene glycol monomethyl ether (methyl cellosolve), ethylene glycol monoethyl ether (ethyl cellosolve) , Ethers such as ethylene glycol monobutyl ether (butyl cellosolve); hexane, decane, dodecane, tetradecane, etc. Aliphatic hydrocarbons; and alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane.
さらに、造膜性を高めること、印刷適性を付与すること、及び分散性を高めることを目的として、例えばポリエステル樹脂、アクリル樹脂、あるいはウレタン樹脂等を樹脂バインダーとして分散液に添加してもよい。また、必要に応じて、粘度調整剤、表面張力調整剤、あるいは安定剤等を添加してもよい。 Further, for example, polyester resin, acrylic resin, urethane resin, or the like may be added to the dispersion as a resin binder for the purpose of enhancing film forming property, imparting printability, and enhancing dispersibility. Moreover, you may add a viscosity modifier, a surface tension modifier, a stabilizer, etc. as needed.
本発明の微粒子分散液は、固形分濃度が５〜６０質量％の範囲が好ましい。固形分濃度が５質量％以上であると十分な導電性が得られ、６０質量％以下であると、粘度が十分に低く、基材への微粒子分散液の印刷が容易である。以上の観点から、微粒子分散液中の固形分濃度は１０〜５０質量％の範囲がより好ましい。 The fine particle dispersion of the present invention preferably has a solid concentration of 5 to 60% by mass. When the solid content concentration is 5% by mass or more, sufficient conductivity is obtained, and when it is 60% by mass or less, the viscosity is sufficiently low and the fine particle dispersion can be easily printed on the substrate. From the above viewpoint, the solid content concentration in the fine particle dispersion is more preferably in the range of 10 to 50% by mass.
基材上に微粒子分散液を印刷する方法としては特に制限されず、グラビア印刷、スクリーン印刷、スプレーコート、スピンコート、コンマコート、バーコート、ナイフコート、オフセット印刷、フレキソ印刷、インクジェット印刷、ディスペンサ印刷などの方法を用いることができる。これらのうち、微細なパターニングを行うことができるという観点から、グラビア印刷、フレキソ印刷、スクリーン印刷、及びインクジェット印刷が好ましい。
また、本発明では、基材上に微粒子分散液を所望のパターンに直接印刷することができるため、従来のフォトレジストを用いた手法に比較して、著しく生産性を向上させることができる。
The method for printing the fine particle dispersion on the substrate is not particularly limited, and gravure printing, screen printing, spray coating, spin coating, comma coating, bar coating, knife coating, offset printing, flexographic printing, inkjet printing, dispenser printing. Such a method can be used. Of these, gravure printing, flexographic printing, screen printing, and inkjet printing are preferable from the viewpoint that fine patterning can be performed.
Further, in the present invention, since the fine particle dispersion can be directly printed on the base material in a desired pattern, productivity can be remarkably improved as compared with a conventional method using a photoresist.
基材上の微粒子分散液は印刷後、通常の方法で乾燥を行ってもよい。具体的には、例えば、通常のオーブン等を用いて、８０〜１４０℃程度の温度で０．１〜２０分程度加熱して乾燥させる。乾燥後の印刷部分の膜厚は用途等に応じ、適宜塗布量や微粒子の平均一次粒子径等を変化させて制御することができるが、通常、０．０１〜１００μｍの範囲、好ましくは０．１〜５０μｍの範囲である。 The fine particle dispersion on the substrate may be dried by a usual method after printing. Specifically, for example, it is dried by heating at a temperature of about 80 to 140 ° C. for about 0.1 to 20 minutes using a normal oven or the like. The thickness of the printed portion after drying can be controlled by appropriately changing the coating amount, the average primary particle diameter of the fine particles, and the like according to the application and the like, but is usually in the range of 0.01 to 100 μm, preferably 0.00. The range is 1 to 50 μm.
（焼成処理）
次に、本発明における焼成は、上記のようにして形成した印刷層を焼成処理してパターン状の金属微粒子焼結膜を形成するものである。該焼成の方法としては、金属又は金属化合物微粒子が融着して、金属微粒子焼結膜を形成することができる方法であれば特に制限はなく、例えば、焼成炉で行ってもよいし、プラズマ、加熱触媒、紫外線、真空紫外線、電子線、赤外線ランプアニール、フラッシュランプアニール、レーザーなどを用いてもよい。これらの焼成は、不活性ガス雰囲気下又は還元性ガス雰囲気下で行うのが、金属微粒子焼結膜の導電性の観点から好ましい。
これらの焼成処理は、短時間に行われるのが好ましく、昇温速度は１００℃／分以上、好ましくは２００℃／分以上で行うのがよい。焼成反応にかかる時間は、５分以内、さらには２分以内とすることが好ましく、粒成長を抑制することができる。
(Baking process)
Next, in the firing in the present invention, the printed layer formed as described above is fired to form a patterned metal fine particle sintered film. The firing method is not particularly limited as long as the metal or metal compound fine particles can be fused to form a sintered metal fine particle film. For example, the firing may be performed in a firing furnace, plasma, A heating catalyst, ultraviolet light, vacuum ultraviolet light, electron beam, infrared lamp annealing, flash lamp annealing, laser, or the like may be used. These firings are preferably performed in an inert gas atmosphere or a reducing gas atmosphere from the viewpoint of the conductivity of the sintered metal fine film.
These firing treatments are preferably performed in a short time, and the temperature rising rate is 100 ° C./min or more, preferably 200 ° C./min or more. The time required for the firing reaction is preferably within 5 minutes, more preferably within 2 minutes, and grain growth can be suppressed.
また、金属微粒子が卑金属又は酸化物を含む場合は、還元性を持つ活性種を発生させる方法が好ましい。さらに、基材が樹脂や低耐熱基材である場合には、基材の熱ダメージを防ぐために、微粒子を塗布層の表層から加熱する方法を用いるのが好ましい。
上記のような焼成方法のうち、特に、マイクロ波エネルギーの印加により発生する表面波プラズマ（以下「マイクロ波表面波プラズマ」と称することがある。）による焼成処理は、基材への熱ダメージが少なく、大面積の処理が可能で、短時間の焼成処理が可能である。
Moreover, when the metal fine particles contain a base metal or an oxide, a method of generating active species having a reducing property is preferable. Furthermore, when the substrate is a resin or a low heat resistant substrate, it is preferable to use a method in which the fine particles are heated from the surface layer of the coating layer in order to prevent thermal damage to the substrate.
Among the firing methods described above, in particular, the firing treatment with surface wave plasma (hereinafter sometimes referred to as “microwave surface wave plasma”) generated by application of microwave energy causes thermal damage to the substrate. A small area can be processed, and a short-time baking process is possible.
本発明においては、マイクロ波表面波プラズマに晒すことにより焼成処理して、金属微粒子焼結膜、特にはパターン状の金属微粒子焼結膜からなるアンテナパターンを形成することが好ましい。
なお、表面波プラズマの処理の前に、金属又は金属酸化物微粒子を含む塗布液を印刷した印刷層に含まれる分散剤等の有機物を除去するために、大気下または酸素を含む雰囲気下、２００〜５００℃程度の温度で１０分から２時間程度加熱することが好ましい。この加熱により、有機物が酸化分解除去される。
In the present invention, it is preferable to form an antenna pattern composed of a metal fine particle sintered film, particularly a patterned metal fine particle sintered film, by performing a baking treatment by exposure to microwave surface wave plasma.
In addition, before the surface wave plasma treatment, in order to remove organic substances such as a dispersant contained in a printed layer on which a coating liquid containing metal or metal oxide fine particles is printed, in an atmosphere or an atmosphere containing oxygen, 200 It is preferable to heat at about 500 ° C. for about 10 minutes to 2 hours. By this heating, organic substances are oxidatively decomposed and removed.
＜表面波プラズマの発生方法＞
前記表面波プラズマの発生方法に特に制限はなく、例えば減圧状態の焼成処理室の照射窓からマイクロ波エネルギーを供給し、該焼成処理室内に照射窓に沿う表面波プラズマを発生させる無電極プラズマ発生手段を用いることができる。
<Method of generating surface wave plasma>
There is no particular limitation on the method of generating the surface wave plasma. For example, electrodeless plasma generation is performed in which microwave energy is supplied from an irradiation window of a baking process chamber under reduced pressure to generate surface wave plasma along the irradiation window in the baking process chamber. Means can be used.
前記プラズマ発生手段としては、例えば焼成処理室の照射窓から周波数２４５０ＭＨｚのマイクロ波エネルギーを供給し、該処理室内に、電子温度が約１ｅＶ以下、電子密度が約１×１０11〜１×１０13ｃｍ-3のマイクロ波表面波プラズマを発生させることができる。
なお、マイクロ波エネルギーは、一般に周波数が３００ＭＨｚ〜３０００ＧＨｚの電磁波であるが、例えば、２４５０ＭＨｚの電磁波が用いられる。この際、マイクロ波発振装置であるマグネトロンの精度誤差などのために２４５０ＭＨｚ／±５０ＭＨｚの周波数範囲を持っている。
As the plasma generating means, for example, microwave energy having a frequency of 2450 MHz is supplied from an irradiation window of a baking processing chamber, and an electron temperature is about 1 eV or less and an electron density is about 1 × 10 11 to 1 × 10 13 in the processing chamber. A cm -3 microwave surface wave plasma can be generated.
The microwave energy is generally an electromagnetic wave having a frequency of 300 MHz to 3000 GHz. For example, an electromagnetic wave of 2450 MHz is used. At this time, the frequency range is 2450 MHz / ± 50 MHz due to the accuracy error of the magnetron which is a microwave oscillator.
このようなマイクロ波表面波プラズマは、プラズマ密度が高く、電子温度が低い特性を有し、前記印刷層を低温かつ短時間で焼成処理することが可能であり、緻密かつ平滑な金属微粒子焼結膜からなるアンテナパターンを形成することができる。表面波プラズマは、処理面に対して、面内で均一の密度のプラズマが照射される。その結果、他の焼成方式と比べて、面内で部分的に粒子の焼結が進行するなど、不均一な膜が形成されることが少なく、また粒成長を防ぐことができるため、非常に緻密で、平滑な膜が得られる。また、面内処理室内に電極を設ける必要がないので、電極由来の不純物のコンタミネーションを防ぐことができ、また処理材料に対して異常な放電によるダメージを防ぐことができる。さらに、プラスチック基材を用いる場合には、該基材のダメージが少ない。
また、マイクロ波表面波プラズマは、例えばポリエステル、ポリイミドのような樹脂基材に対する金属微粒子焼結膜の密着性を高めるのに好ましい。この理由としては、マイクロ波表面波プラズマは、金属微粒子焼結膜との界面で水酸基、アミノ基、カルボキシル基などの極性官能基を発生させやすいためと推測される。
Such microwave surface wave plasma has the characteristics of high plasma density and low electron temperature, and the printing layer can be fired at a low temperature in a short time. An antenna pattern can be formed. The surface wave plasma is irradiated with plasma having a uniform density within the surface with respect to the processing surface. As a result, compared to other firing methods, it is less likely to form a non-uniform film, such as the partial sintering of particles in the plane, and to prevent grain growth, which is very A dense and smooth film can be obtained. In addition, since it is not necessary to provide an electrode in the in-plane processing chamber, contamination of impurities derived from the electrode can be prevented, and damage to the processing material due to abnormal discharge can be prevented. Further, when a plastic substrate is used, the substrate is less damaged.
Further, the microwave surface wave plasma is preferable for enhancing the adhesion of the metal fine particle sintered film to a resin substrate such as polyester or polyimide. This is presumably because microwave surface wave plasma easily generates polar functional groups such as hydroxyl groups, amino groups, and carboxyl groups at the interface with the metal fine particle sintered film.
本発明においては、マイクロ波表面波プラズマを、還元性気体の雰囲気、好ましくは水素ガス雰囲気下で発生させる。これにより、金属微粒子表面に存在する絶縁性の酸化物が還元除去され、導電性能の良好なアンテナパターンが形成される。
このように、還元性気体の雰囲気下で、マイクロ波表面波プラズマを発生させ、前記印刷層を焼成処理することにより、金属微粒子表面に存在する酸化物が還元除去されるので、本発明においては、金属微粒子として、表面が酸化されている粒子や、内部まで酸化されている粒子を用いることができる。
なお、還元性雰囲気を形成する還元性気体としては、水素、一酸化炭素、アンモニアなどのガス、あるいはこれらの混合ガスが挙げられるが、特に、副生成物が少ない点で水素ガスが好ましい。
また、還元性気体には、窒素、ヘリウム、アルゴン、ネオン、クリプトン、キセノンなどの不活性ガスを混合して用いれば、プラズマが発生し易くなるなどの効果がある。
In the present invention, the microwave surface wave plasma is generated in a reducing gas atmosphere, preferably a hydrogen gas atmosphere. As a result, the insulating oxide present on the surface of the metal fine particles is reduced and removed, and an antenna pattern with good conductivity is formed.
Thus, in the present invention, the oxide present on the surface of the metal fine particles is reduced and removed by generating a microwave surface wave plasma in a reducing gas atmosphere and firing the printed layer. As the metal fine particles, particles whose surfaces are oxidized or particles which are oxidized to the inside can be used.
Note that examples of the reducing gas that forms the reducing atmosphere include hydrogen, carbon monoxide, ammonia, and the like, or a mixed gas thereof, and hydrogen gas is particularly preferable in terms of a small amount of by-products.
Further, the reducing gas has an effect that plasma is easily generated when an inert gas such as nitrogen, helium, argon, neon, krypton, or xenon is mixed and used.
本発明のアンテナパターンにおける金属微粒子焼結膜とは、金属微粒子が融着した状態となっている部分をいい、それより下層においては金属微粒子が必ずしも融着している必要はなく、また、金属化合物を微粒子として用いる場合には、金属に還元されている必要もない。すなわち、基材上の印刷層を焼成するに際し、表面から焼結が進行し、印刷層の表面の近傍は金属微粒子焼結膜が形成されており、焼結基材の近傍では、金属又は金属酸化物の微粒子が維持されていてもよい。特に、基材と接する面は微粒子が粒子形状を維持していると、密着性を高めるとの観点から好ましい。 The metal fine particle sintered film in the antenna pattern of the present invention refers to a portion in which the metal fine particles are fused, and the metal fine particles are not necessarily fused in the lower layer, and the metal compound When is used as fine particles, it need not be reduced to metal. That is, when the printed layer on the substrate is baked, sintering proceeds from the surface, and a metal fine particle sintered film is formed in the vicinity of the surface of the printed layer, and in the vicinity of the sintered substrate, metal or metal oxidation is performed. Fine particles of the product may be maintained. In particular, the surface in contact with the substrate is preferable from the viewpoint of improving the adhesion when the fine particles maintain the particle shape.
本発明のアンテナパターンがアンテナとしての十分な機能を有するという観点からは、ある程度の金属微粒子焼結膜の厚さが必要であり、１０ｎｍ以上であることが好ましい。これに対し、耐屈曲性や柔軟性の点から、金属微粒子焼結膜の厚さは５０μｍ以下であることが好ましい。以上の観点から、金属微粒子焼結膜の厚さは、通常１０ｎｍ〜５０μｍ程度であり、５０ｎｍ〜３０μmの範囲が好ましく、１００nm〜５μｍの範囲がさらに好ましい。
また、本発明においては、印刷層の平均全厚に対する、金属微粒子焼結膜の平均厚さ（微粒子が融着している表面からの平均深さ）の相対値を焼結深度（％）と定義し、該焼結深度が、１０％〜１００％であることが好ましい。該焼結深度が１０％以上であると、アンテナとしての十分な機能を達成し得る。
From the viewpoint that the antenna pattern of the present invention has a sufficient function as an antenna, a certain degree of metal fine particle sintered film thickness is required, and it is preferably 10 nm or more. On the other hand, the thickness of the metal fine particle sintered film is preferably 50 μm or less from the viewpoint of bending resistance and flexibility. From the above viewpoint, the thickness of the metal fine particle sintered film is usually about 10 nm to 50 μm, preferably in the range of 50 nm to 30 μm, and more preferably in the range of 100 nm to 5 μm.
In the present invention, the relative value of the average thickness of the metal fine particle sintered film (average depth from the surface where the fine particles are fused) to the average total thickness of the printed layer is defined as the sintering depth (%). The sintering depth is preferably 10% to 100%. When the sintering depth is 10% or more, a sufficient function as an antenna can be achieved.
本発明のアンテナパターンは、パターン状の金属微粒子焼結膜の表面抵抗が１０Ω／□以下であり、導電性が良好である。用いる金属又は金属酸化物微粒子の粒径、焼成の条件等によって、表面抵抗はさらに低下させることができ、好ましくは、５Ω／□以下、さらには、１Ω／□以下とすることもできる。
また、本発明のアンテナパターンは、金属微粒子焼結膜の表面の平滑度が高く、算術平均粗さ（Ｒａ）が、５．０ｎｍ以下である。Ｒａが５．０ｎｍ以下であると、ＩＣチップの実装時に、接触抵抗が十分に小さく、接合が良好となって、高い信頼性が得られる。また、異方導電性フィルム（ＡＣＦ；Anisotropic Conductive Film）、異方導電性ペースト（ＡＣＰ；Anisotropic Conductive Paste）などの異方導電材料で接合した場合でも、高い信頼性が得られ、さらには、金属微粒子焼結膜が緻密であるため、金属ナノ粒子を含有する接着剤や、超音波接合などによる接合によっても、高い信頼性が得られる。
なお、ここで、算術平均粗さ（Ｒａ）は、ＪＩＳ Ｂ０６０１で定義され、本発明では、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）により求めた粗さを、５μｍ×５μｍの面内で平均化した値である。
In the antenna pattern of the present invention, the surface resistance of the patterned metal fine particle sintered film is 10Ω / □ or less, and the conductivity is good. Depending on the particle size of the metal or metal oxide fine particles used, firing conditions, etc., the surface resistance can be further reduced, preferably 5Ω / □ or less, and more preferably 1Ω / □ or less.
Further, the antenna pattern of the present invention has high smoothness of the surface of the metal fine particle sintered film, and the arithmetic average roughness (Ra) is 5.0 nm or less. When Ra is 5.0 nm or less, when the IC chip is mounted, the contact resistance is sufficiently small, the bonding is good, and high reliability is obtained. Moreover, even when bonded with an anisotropic conductive material such as an anisotropic conductive film (ACF) or anisotropic conductive paste (ACP), high reliability can be obtained. Since the fine particle sintered film is dense, high reliability can be obtained even by bonding using an adhesive containing metal nanoparticles or ultrasonic bonding.
Here, the arithmetic average roughness (Ra) is defined by JIS B0601, and in the present invention, the roughness obtained by an atomic force microscope (AFM) is averaged in a 5 μm × 5 μm plane. is there.
また、本発明のアンテナパターンにおいては、金属微粒子焼結膜の断面の空隙率が１％以下であることが好ましい。該空隙率が１％以下であると、金属微粒子焼結膜と基材との密着性が高い。以上の点から、該空隙率は０．５％以下であることが好ましい。
この空隙率は、走査型電子顕微鏡を用いて金属微粒子焼結膜の断面観察を行い、得られた画像を画像処理によって黒色の部分を空隙とし、空隙部の面積比から算出する。なお、空隙率は、基材を除く金属微粒子焼結膜から算出し、基材と金属微粒子焼結膜の界面の空隙は、金属微粒子焼結膜の方に含める。
In the antenna pattern of the present invention, the porosity of the cross section of the metal fine particle sintered film is preferably 1% or less. When the porosity is 1% or less, the adhesion between the metal fine particle sintered film and the substrate is high. From the above points, the porosity is preferably 0.5% or less.
This porosity is calculated from the area ratio of the voids by observing the cross-section of the metal fine particle sintered film using a scanning electron microscope and setting the black portions as voids by image processing. The porosity is calculated from the metal fine particle sintered film excluding the base material, and the void at the interface between the base material and the metal fine particle sintered film is included in the metal fine particle sintered film.
本発明のアンテナパターンは、基材上に密着性よく設けられたパターン状の金属焼結膜を有し、信頼性が高く、導電性が良好であり、かつ該パターン状の金属焼結膜の表面の平滑性が良好なアンテナパターンである。 The antenna pattern of the present invention has a patterned metal sintered film provided with good adhesion on a substrate, has high reliability, good conductivity, and the surface of the patterned metal sintered film. The antenna pattern has good smoothness.
次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明は、この例によってなんら限定されるものではない。
（評価方法）
この例で得られたアンテナパターンについて、以下の方法によって評価した。
１．表面抵抗
表面抵抗計として、（（株）ダイアインスツルメンツ製「ロレスタＧＰ」）を使用し、ＰＳＰプローブを用いて、アンテナパターンに４つの針が接触するようにして、４探針法にて表面抵抗を測定した。
２．原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）観察
エスアイアイ・ナノテクノロジー（株）製の原子間力顕微鏡「NanoNavi L-trace」を用い、金属微粒子焼結膜の表面を、タッピングモードで、５μｍ×５μｍの正方形のエリアを５箇所測定した。測定周波数は１Ｈｚで行った。得られた凹凸パターンの算術粗さＲａを面内で平均化した平均面粗さをそれぞれ求め、さらに平均値を求めた。
３．走査型電子顕微鏡観察
（株）日立ハイテクノロジー製の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）「Ｓ−４８００」を用い、加速電圧１ｋＶ、加速電圧１０ｍＡで観察した。ミクロトームを用いて試料を切断し、断面観察を１０万倍の倍率で行った。ＳＥＭ写真から、金属微粒子焼結膜の平均膜厚、及び印刷層の膜厚（平均全厚）を測定し焼結深度を求めた。
EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited at all by this example.
(Evaluation method)
The antenna pattern obtained in this example was evaluated by the following method.
1. Surface resistance As a surface resistance meter ("Loresta GP" manufactured by Dia Instruments Co., Ltd.), using a PSP probe, contact the antenna pattern with four needles. Was measured.
2. Atomic Force Microscope (AFM) Observation Using an atomic force microscope “NanoNavi L-trace” manufactured by SII Nanotechnology, Inc., the surface of the metal fine particle sintered film is a square area of 5 μm x 5 μm in tapping mode. Were measured at five locations. The measurement frequency was 1 Hz. The average surface roughness obtained by averaging the arithmetic roughness Ra of the obtained concavo-convex pattern in the plane was obtained, and the average value was further obtained.
3. Scanning Electron Microscope Observation Using a scanning electron microscope (SEM) “S-4800” manufactured by Hitachi High-Technology Corporation, observation was performed at an acceleration voltage of 1 kV and an acceleration voltage of 10 mA. The sample was cut using a microtome, and cross-sectional observation was performed at a magnification of 100,000 times. From the SEM photograph, the average film thickness of the metal fine particle sintered film and the film thickness (average total thickness) of the printed layer were measured to determine the sintering depth.
実施例１
平均一次粒子径が５ｎｍの銅ナノ粒子トルエン分散液（アルバックマテリアル（株）製固形分３０質量％）を、厚さ７５μｍのポリイミドフィルム（東レ・デュポン（株）製「カプトン３００Ｈ」）に、インクジェット印刷（ＦＵＪＩＦＩＬＭ Ｄｉｍａｔｉｘ社製「ＤＭＰ−２８３１」）により、線幅が約１ｍｍの太さのコイル型アンテナ評価パターンを形成した後、自然乾燥させた。その後、銅微粒子を塗布した基材を、有機成分を除去するために大気下で、あらかじめ３００℃で３０分間加熱した。
続いて、マイクロ波表面波プラズマ処理装置（ミクロ電子（株）製「ＭＳＰ−１５００」）により処理を行った。プラズマ処理は、水素ガスを用い、水素導入圧力２０Ｐａ、水素流量１００ｓｃｃｍとし、マイクロ波出力１０００Ｗで、昇温開始から３０秒間プラズマ処理を行った。
得られた銅ナノ粒子焼結膜について、上記方法により評価した結果を第１表に示す。
Example 1
Copper nanoparticle toluene dispersion liquid with an average primary particle diameter of 5 nm (solid content 30% by mass from ULVAC Material Co., Ltd.) is applied to a 75 μm-thick polyimide film (“Kapton 300H” manufactured by Toray DuPont Co., Ltd.). A coil type antenna evaluation pattern having a line width of about 1 mm was formed by printing (“DMP-2831” manufactured by FUJIFILM Dimatix), and then naturally dried. Thereafter, the base material coated with the copper fine particles was previously heated at 300 ° C. for 30 minutes in the air in order to remove organic components.
Then, it processed by the microwave surface wave plasma processing apparatus ("MSP-1500" by Microelectronics Co., Ltd.). The plasma treatment was performed using hydrogen gas, a hydrogen introduction pressure of 20 Pa, a hydrogen flow rate of 100 sccm, a microwave output of 1000 W, and a plasma treatment for 30 seconds from the start of temperature rise.
The obtained copper nanoparticle sintered film was evaluated by the above method as shown in Table 1.
実施例２
実施例１で用いたのと同じ分散液を、厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（東レ（株）製「ルミラーＴ６０」）に、インクジェット印刷（ＦＵＪＩＦＩＬＭ Ｄｉｍａｔｉｘ社製「ＤＭＰ−２８３１」）により、線幅が約１ｍｍの太さのコイル型アンテナ評価パターンを形成した後、自然乾燥させた。その後、銅微粒子を塗布した基材を、有機成分を除去するために大気下で、あらかじめ１５０℃で６０分間加熱した。
続いて、マイクロ波出力を５００Ｗとしたこと以外は実施例１と同様のプラズマ処理を行った。得られたアンテナパターンについて、実施例１と同様に評価した結果を第１表に示す。
Example 2
The same dispersion as used in Example 1 was applied to a polyethylene terephthalate film (“Lumirror T60” manufactured by Toray Industries, Inc.) having a thickness of 100 μm by inkjet printing (“DMP-2831” manufactured by FUJIFILM Dimatix). After forming a coil type antenna evaluation pattern having a thickness of about 1 mm, it was naturally dried. Thereafter, the base material coated with the copper fine particles was heated in advance at 150 ° C. for 60 minutes in the air in order to remove organic components.
Subsequently, the same plasma treatment as in Example 1 was performed except that the microwave output was 500 W. The results of evaluating the antenna pattern obtained in the same manner as in Example 1 are shown in Table 1.
実施例３
平均一次粒子径が５ｎｍの銅ナノ粒子トルエン分散液（アルバックマテリアル（株）製固形分３０質量％）５０ｇに、イソプロピルアルコールを加え、銅微粒子を沈降させて、２４時間静置した。上澄み液を捨て、アルキルナフテン系炭化水素０．３ｇを加え、更に固形分が８０質量％となるまでテトラデカンを加え、ペースト状インクを調製した。
厚さ７５μｍのポリイミドフィルム（東レ・デュポン（株）製「カプトン３００Ｈ」）に、スクリーン印刷法（スクリーン版５００メッシュ、線径１８μｍ）により、線幅が約１ｍｍの太さのコイル型アンテナ評価パターンを形成した後、自然乾燥させた。その後、銅微粒子を塗布した基材を、有機成分を除去するために大気下で、あらかじめ３５０℃で３０分間加熱した。
続いて、マイクロ波表面波プラズマ処理装置（ミクロ電子（株）製「ＭＳＰ−１５００」）により処理を行った。プラズマ処理は、水素ガスを用い、水素導入圧力２０Ｐａ、水素流量１００ｓｃｃｍとし、マイクロ波出力１０００Ｗで、昇温開始から６０秒間プラズマ処理を行った。
得られた銅ナノ粒子焼結膜について、上記方法により評価した結果を第１表に示す。
Example 3
Isopropyl alcohol was added to 50 g of a copper nanoparticle toluene dispersion having an average primary particle size of 5 nm (solid content: 30% by mass manufactured by ULVAC MATERIAL Co., Ltd.) to precipitate copper fine particles, and the mixture was allowed to stand for 24 hours. The supernatant was discarded, 0.3 g of alkyl naphthenic hydrocarbon was added, and tetradecane was further added until the solid content became 80% by mass to prepare a paste-like ink.
A coil-type antenna evaluation pattern with a line width of about 1 mm by a screen printing method (screen plate 500 mesh, wire diameter 18 μm) on a polyimide film of 75 μm thickness (“Kapton 300H” manufactured by Toray DuPont Co., Ltd.) After forming, it was naturally dried. Thereafter, the base material coated with the copper fine particles was previously heated at 350 ° C. for 30 minutes in the air in order to remove organic components.
Then, it processed by the microwave surface wave plasma processing apparatus ("MSP-1500" by Microelectronics Co., Ltd.). The plasma treatment was performed using hydrogen gas, a hydrogen introduction pressure of 20 Pa, a hydrogen flow rate of 100 sccm, a microwave output of 1000 W, and a plasma treatment for 60 seconds from the start of temperature rise.
The obtained copper nanoparticle sintered film was evaluated by the above method as shown in Table 1.
比較例１
実施例１において、マイクロ波表面波プラズマによる焼成処理に代えて、電気炉（ネムス（株）製）を用いて焼成したこと以外は実施例１と同様にして銅ナノ粒子焼結膜を得た。焼成の具体的方法としては、水素４％、アルゴン９６％の還元雰囲気下、１０℃／ｍｉｎで３００℃まで昇温後３０分保持し、その後自然冷却した。
得られた銅ナノ粒子焼結膜について、実施例１と同様に評価した結果を第１表に示す。
Comparative Example 1
In Example 1, it replaced with the baking process by microwave surface wave plasma, and obtained the copper nanoparticle sintered film similarly to Example 1 except having baked using the electric furnace (made by Nemus Co., Ltd.). As a specific method of firing, the temperature was raised to 300 ° C. at 10 ° C./min for 30 minutes in a reducing atmosphere of 4% hydrogen and 96% argon, and then naturally cooled.
About the obtained copper nanoparticle sintered film, the result evaluated similarly to Example 1 is shown in Table 1.
比較例２
実施例３において、マイクロ波表面波プラズマによる焼成処理に代えて、電気炉（ネムス（株）製）を用いて焼成したこと以外は実施例３と同様にして銅ナノ粒子焼結膜を得た。焼成の具体的方法としては、水素４％、アルゴン９６％の還元雰囲気下、１０℃／ｍｉｎで３５０℃まで昇温後６０分保持し、その後自然冷却した。
得られた銅ナノ粒子焼結膜について、実施例１と同様に評価した結果を第１表に示す。
Comparative Example 2
In Example 3, a copper nanoparticle sintered film was obtained in the same manner as in Example 3 except that the firing was performed using an electric furnace (manufactured by Nemus Co., Ltd.) instead of the firing treatment using microwave surface wave plasma. As a specific method of firing, the temperature was raised to 350 ° C. at 10 ° C./min for 60 minutes in a reducing atmosphere of 4% hydrogen and 96% argon, and then naturally cooled.
About the obtained copper nanoparticle sintered film, the result evaluated similarly to Example 1 is shown in Table 1.
本発明によれば、基材上に密着性よく設けられたパターン状の金属焼結膜を有し、信頼性が高く、導電性が良好であり、かつ該パターン状の金属焼結膜の表面の平滑性が良好なアンテナパターンが得られる。
このような、本発明のアンテナパターンは、例えば、ＲＦＩＤ、ＩＣタグ、ＩＣカードなどに有効に利用することができる。
According to the present invention, a patterned metal sintered film provided with good adhesion on a substrate has high reliability, good conductivity, and smooth surface of the patterned metal sintered film. An antenna pattern with good characteristics can be obtained.
Such an antenna pattern of the present invention can be effectively used for, for example, an RFID, an IC tag, and an IC card.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009072643A JP5402139B2 (en) | 2009-03-24 | 2009-03-24 | Antenna pattern and method of manufacturing antenna pattern |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009072643A JP5402139B2 (en) | 2009-03-24 | 2009-03-24 | Antenna pattern and method of manufacturing antenna pattern |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2010226513A JP2010226513A (en) | 2010-10-07 |
| JP5402139B2 true JP5402139B2 (en) | 2014-01-29 |
Family
ID=43043202
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009072643A Expired - Fee Related JP5402139B2 (en) | 2009-03-24 | 2009-03-24 | Antenna pattern and method of manufacturing antenna pattern |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5402139B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5649511B2 (en) * | 2011-05-13 | 2015-01-07 | 株式会社秀峰 | ANTENNA, COMMUNICATION DEVICE, AND ANTENNA MANUFACTURING METHOD |
| JP2013109715A (en) * | 2011-11-24 | 2013-06-06 | Dainippon Printing Co Ltd | Manufacturing method of ic tag, and ic tag manufacturing device |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4309597B2 (en) * | 2001-03-14 | 2009-08-05 | 矢崎総業株式会社 | Window glass |
| JP2006047720A (en) * | 2004-08-05 | 2006-02-16 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | Method of forming transparent conductive film and transparent conductive film |
| JP4704959B2 (en) * | 2005-05-31 | 2011-06-22 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Product management method and dangerous goods management method |
| JP4789178B2 (en) * | 2005-08-05 | 2011-10-12 | 日本板硝子株式会社 | Article shelf with shelf board with antenna for reader |
| JP4974504B2 (en) * | 2005-10-13 | 2012-07-11 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Film forming apparatus and light emitting apparatus manufacturing method |
| JP5376752B2 (en) * | 2006-04-21 | 2013-12-25 | 信越半導体株式会社 | Solar cell manufacturing method and solar cell |
| JP4914704B2 (en) * | 2006-12-08 | 2012-04-11 | ハリマ化成株式会社 | Method for forming a fine copper-based wiring pattern |
| JP2009033727A (en) * | 2007-06-22 | 2009-02-12 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Semiconductor device |
| JP4867841B2 (en) * | 2007-08-01 | 2012-02-01 | セイコーエプソン株式会社 | Conductor pattern forming ink |
-
2009
- 2009-03-24 JP JP2009072643A patent/JP5402139B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2010226513A (en) | 2010-10-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5387034B2 (en) | Conductive substrate | |
| JP5982033B2 (en) | Metal fine particle dispersion, copper fine particle dispersion, method for producing copper fine particle dispersion, and method for producing conductive substrate | |
| JP5332759B2 (en) | Method for manufacturing conductive substrate and conductive substrate | |
| JP2008243946A (en) | Conductive substrate and its manufacturing method | |
| JP2009283547A (en) | Forming method and forming apparatus for conductive pattern, and conductive substrate | |
| JPWO2006129568A1 (en) | Electromagnetic wave shielding material and manufacturing method thereof | |
| JP5446097B2 (en) | Conductive substrate and method for manufacturing the same | |
| JP5849426B2 (en) | Metal oxide fine particle dispersion, conductive substrate and method for producing the same | |
| JP6710018B2 (en) | Method for manufacturing conductive pattern substrate | |
| JP2010219075A (en) | Printed wiring board and method of manufacturing the same | |
| JP2013109715A (en) | Manufacturing method of ic tag, and ic tag manufacturing device | |
| JP2009278045A (en) | Workpiece and method for producing the same | |
| JP5402139B2 (en) | Antenna pattern and method of manufacturing antenna pattern | |
| JP2009088122A (en) | Conductive substrate | |
| JP2012174374A (en) | Method for producing conductive coating film and conductive coating film | |
| WO2014059798A1 (en) | Nano-copper ink and copper conductive film preparation method | |
| JP2010277974A (en) | Conductive thin film substrate, and method of manufacturing the same | |
| JP5151622B2 (en) | Method for manufacturing conductive substrate and conductive substrate | |
| JP2016135562A (en) | Laminate, production method of conductive substrate using the same, production method of electronic device, and transfer tool | |
| JP6885413B2 (en) | Manufacturing method of conductive pattern substrate | |
| JP5338235B2 (en) | Manufacturing method of conductive substrate and conductive substrate obtained by the method | |
| JP5531394B2 (en) | Semiconductor substrate manufacturing method and semiconductor substrate obtained by the method | |
| JP2012104857A (en) | Conductive substrate | |
| JP2016160528A (en) | Method for manufacturing circuit board, circuit board and plasma device | |
| JP2019151117A (en) | Laminate, method for producing conductive base material using the same, method for producing electronic device, and transfer tool |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20111227 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20121108 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20121120 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130416 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20131001 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20131014 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |