KR100603632B1 - 고주파 특성이 우수한 감지판, 및 그 감지판의 제조방법 - Google Patents

고주파 특성이 우수한 감지판, 및 그 감지판의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고주파 특성이 우수한 감지판, 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는,
퍼멀로이(MPP), 샌더스트(Fe-Si), 연질자성페라이트, 비정질합금 중에서 선택된 어느 하나의 분말이 인쇄 잉크에 의해 바인딩된 피막(200-500)이 회로기판(200)의 표면에 스크린 인쇄되어 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 고주파 특성이 우수한 감지판과,
퍼멀로이(MPP), 샌더스트(Fe-Si), 연질자성페라이트(Soft Magnetic Ferrite), 비정질합금(Amorphous Alloy) 중에서 선택된 어느 하나를 직경 100 나노미터크기 이하의 분말로 파쇄하는 단계와; 파쇄된 분말을 풀림 처리하여 내부 응력을 제거하는 단계와; 상기 분말을 인쇄 잉크와 혼합하는 단계와; 상기 혼합물을 소정의 두께만큼 감지판의 표면에 스크린 인쇄하여 피막을 형성하는 단계를 포함하는 고주파 특성이 우수한 감지판의 제조방법에 관한 것이므로,
리액턴스값을 높임으로써 감지효율을 좋게 할 수 있으며, 제작공정을 단순화할 수 있다는 이점이 있다.

Description

고주파 특성이 우수한 감지판, 및 그 감지판의 제조방법{A SENSING BOARD EXCELENT IN HIGH FREQUENCY FEATURE, AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
도 1은, 종래 감지판의 구조를 나타내는 분해 사시도이다.
도 2는, 본 발명에 따른 감지판의 구조를 나타내는 분해 사시도이다.
도 3은, 본 발명에 따른 감지판의 제조방법을 나타내는 공정도이다.
도 4는, 본 발명에 따른 감지판에 포함되는 분말로서 퍼멀로이와 비정질 합금의 풀림 열처리 선도를 나타내는 그래프이다.
도 5는, 본 발명에 따른 감지판에 포함되는 분말로서 샌더스트의 풀림 열처리 선도를 나타내는 그래프이다.
※ 주요 도면부호의 설명
100... 회로기판
200... 피막
1000... 휴대폰용 감지판
본 발명은 고주파 특성이 우수한 감지판, 및 그 감지판의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 고주파 특성을 개선하여 직진성을 우수하게 함으로써 감지용 단말기에 의해 신속하고 정확하게 감지할 수 있는 감지판, 및 그 감지판의 제조방법에 관한 것이다.
최근에 은행, 상점, 및 교통수단 등에는 휴대폰으로 결재할 수 있도록 감지용 단말기가 설치되어 있으며 그 사용영역이 점착 확대되고 있다.
이와 같은 감지용 단말기에 의한 감지가 가능하도록 휴대폰의 내부 또는 휴대폰 배터리에는 감지판이 설치되어 있다. 그리고, 상기 감지판의 배면에는 휴대폰으로부터의 전자파를 차단하고 고주파 특성을 향상시키기 위한 소재가 부착되어 있다.
고주파 특성을 향상시키는 이유는, 전파의 직진성을 좋게 하여 감지효율과 민감도를 높이고 에러율을 낮추기 위한 것이다. 이 경우, 고주파 특성을 향상시키기 위해서는 소재의 리액턴스(XL)를 증가시킬 할 필요가 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래에는, 고주파 특성을 향상시키기 위한 감지판(10)으로서, 회로기판(1)의 표면에 피막(2)이 부착된 것을 사용하였다. 상기 회로기판(1)의 표면에는 회로(1-1)가 설치되어 있고, 피막(2)은 페라이트 분말이 포함된 고무로 구성되었다.
감지판(10)의 리액턴스는 피막(2) 내에 포함된 페라이트 분말 직경이 작을수록 커지게 된다. 그러나, 페라이트를 나노 오더 정도로 미세하게 분쇄하면 소재 자체에 변성이 일어나 리액턴스값이 오히려 떨어지게 되어, 미크론 오더 정도의 크 기로 포함될 수 밖에 없었다.
더욱이, 소정의 리액턴스값을 얻으려면 소재의 두께가 0.2mm 이상은 되어야 하는데, 분말이 미크론 오더 이상의 크기를 갖기 때문에 두꺼워 지는단점이있다.
또한, 고무를 바인더로 사용하기 때문에 회로기판(1)에 직접 적용할 수 없고 얇은 피막을 별도로 제조한 후 접착제(3)를 사용하여 부착시켜야 했으므로 작업이 번거롭고 공수가 많이 소요되는 단점도 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 발명의 목적은 리액턴스값을 높임으로써 통신효율을 좋게 할 수 있는 휴대폰용 감지판, 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 인쇄 잉크와 분말을 믹싱하여 회로기판에 직접 스크린 인쇄법을 적용함으로써 기존 고무바인더로 사용한 것보다 두께을 줄일 수 있고 감지판의 제조공정을 단순화 할 수 있는 감지판의 제조방법을 제공하는데 있다.
또한, 1번의 공정으로 회로기판의 표면에 소정 두께의 피막을 형성함으로써 제조 공수를 크게 줄일 수 있는 휴대폰용 감지판, 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 고주파 특성이 우수한 감지판은,
퍼멀로이(MPP), 샌더스트(Fe-Si), 연질자성페라이트(Soft Magnetic Ferrite), 비정질합금(Amorphous Alloy) 중에서 선택된 어느 하나의 분말이 인쇄 잉크에 의해 바인딩된 피막(200~500)이 회로기판(200)의 표면에 스크린 인쇄되어 부착되어 있는 것을 특징으로 한다. 여기서, 퍼멀로이는 (니켈 78중량% + 철 20중량%+몰리브덴2중량%), 샌더스트는 (규소Si9.6중량%+철Fe85중량%+알루미늄AL5.4중량%), 망간아연은 (MnZn85중량%+Ni15중량%)으로 구성되어 있다.
여기서, 상기 분말은 100 나노미터 이하의 직경을 가지는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 피막의 두께는 0.2 mm~0.5mm 범위인 것이 바람직하다.
이 때, 상기 인쇄 잉크는 20∼50중량% 포함되어 있는 것이 바람직하다.
그리고, 본 발명에 따른 고주파 특성이 우수한 감지판의 제조방법은,
퍼멀로이(MPP), 샌더스트(Fe-Si), 연질자성페라이트(Soft Magnetic Ferrite), 비정질합금(Amorphous Alloy) 중에서 선택된 어느 하나를 파쇄하여 분말로 만드는 단계와;
파쇄된 분말을 자성천이온도(magnetic transformation temperature) 또는 결정화 온도(crystalization temperature) 범위에서 풀림 처리하여 내부 응력을 제거하는 단계와;
상기 분말을 인쇄 잉크와 혼합하는 단계와;
상기 혼합물을 소정의 두께만큼 감지판의 표면에 스크린 인쇄하여 피막을 형성하는 단계와;
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 분말은 직경 100 나노미터 이하의 크기를 가지는 것이 바람직하다.
이 때, 상기 퍼멀로이 또는 비정질 합금의 풀림처리는, 560∼580℃에서 1∼2시간 유지한 후, 노냉하는 것으로 이루어진 것이 바람직하다. 상기 온도는 자성천이온도 또는 결정화 온도에 해당하는 범위이다. 이는, 1시간이 넘어야 나노결정이 생성되기 시작하고, 2시간을 초과하면 조대결정이 생성되기 때문이다.
그리고, 상기 샌더스트트의 풀림처리는, 700∼900℃에서 1∼2시간 유지한 후, 노냉하는 것으로 이루어진 것이 바람직하다. 상기 온도는 자성천이온도 또는 결정화 온도에 해당하는 범위이다. 이는, 1시간이 넘어야 나노결정이 생성되기 시작하고, 2시간을 초과하면 조대결정이 생성되기 때문이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 2에는 본 발명에 따른 감지판의 구조가 도시되어 있다.
도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 감지판(1000)은, 회로(110)가 설치된 회로기판(100)의 표면에 소정의 성분으로 구성된 피막(200~500)이 형성되어 있다.
구체적으로, 상기 피막(200~500)은 퍼멀로이(MPP), 샌더스트(Fe-Si), 연질자성페라이트(Soft Magnetic Ferrite), 비정질합금(Amorphous Alloy) 중에서 선택된 어느 하나의 분말이 인쇄 잉크에 의해 바인딩된 상태로 구성되어 있다. 상기 피막은 회로기판(100)의 배면에 스크린 인쇄됨으로써 부착된다.
여기서, 상기 분말은 100 나노미터 이하의 직경을 가지고 있다. 상기 분말을 구성하는 퍼멀로이(MPP), 샌더스트(Fe-Si), 연질자성페라이트(Soft Magnetic Ferrite), 또는 비정질합금(Amorphous Alloy)은 전술한 범위에서도 변성되지 않으므로 높은 리액턴스 값을 유지할 수 있다.
한편, 상기 인쇄 잉크는 휘발성과 점성이 모두 높은 특성을 구비할 필요가 있다.
이를 위해, 상기 인쇄 잉크의 수지와 용제 혼합에서, 수지(Resin)는 40∼50중량% 포함되어 있다. 40중량% 보다 작으면 건조가 지나치게 늦어질 수 있고, 50중량%보다 크면 점성이 지나치게 높아 도포작업이 원활히 이루어지지 않게 되기 때문이다.
상기 인쇄 잉크의 주요소인 수지(Resin)로는, 천연수지(삼칠, Cashew Oil, Shellac, rubber)와 합성수지(폴리에스테르, 알키드, 아크릴 수지) 등이 사용될 수 있다. 그리고, 인쇄 잉크의 조요소인 용제(Solvent)는 유기용제가 사용될 수 있으며, 방향족 탄화수소계(톨루엔, 키시렌, 솔벤트나프타 등), 에스테르계(에칠아세테 이트, 부칠아세테이트, 아밀아세테이티트 등), 알코올계(메탄올, 에탄올, 이소프로판올 등) 등이 사용될 수 있다.
그 밖에, 인쇄 잉크의 부요소로서 가소제, 건조제, 표면조정제, 및 자외선흡수제 등의 잉크 첨가제가 포함되어 있으며, 이들은 혼합은 매우 통상적으로 이루어진다.
상기 피막의 부착 두께는 0.2∼0.5mm 이상의 범위로 되어 있다. 전술한 바와 같이, 이는 소정의 리액턴스값을 가지기 위한 두께이다. 이 경우, 분말의 크기가 나노 오더로서 매우 작기 때문에, 50메시를 이용한 스크린 인쇄법을 이용하여 소정의 두께를 수 회의 공정을 통해 얻을 수 있다. 이 경우, 표면장력으로 인해 0.2mm까지의 두께에서도 피막이 파괴되지 않으므로, 도포회수가 종래에 비해 대폭 줄어들게 된다.
이하, 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 고주파 특성이 우수한 감지판 제조방법의 일 예를 설명한다.
먼저, 퍼멀로이(MPP), 샌더스트(Fe-Si), 연질자성페라이트(Soft Magnetic Ferrite), 비정질합금(Amorphous Alloy) 중에서 선택된 어느 하나를 직경 100 나노미터크기 이하의 미세한 분말로 파쇄한다. 이 때, 나노 오더 크기의 분말로 공정은 개시되어 있으며, 대표적으로는 스테인레스 또는 세라믹캔에 미크론 크기의 분말과 스테인레스구 또는 세라믹구를 일정 비율로 혼합하여 기계적인 회전에 의해 파쇄하는 방법을 들 수 있다. 그 외의 공지된 파쇄방법을 적용할 수 있음은 물론 이다. 다음 [표 1]에는 그 구체적인 공정이 도시되어 있다.
Figure 112004050140390-pat00001
그리고, 상기 파쇄된 분말은 내부 응력을 가지고 있기 때문에, 그대로 사용할 경우 원하는 리액턴스값 증가의 효과를 얻을 수 없다. 따라서, 열처리를 통해 내부 응력을 적절히 풀어줄 필요가 있다.
먼저, 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 퍼멀로이 또는 비정질 합금 분말의 경 우에는, 560℃ 범위에서 1시간 정도 유지한 후, 노냉하는 것에 의해 내부 응력이 풀어지게 된다. 상기 온도는 결정화 온도 또는 자성천이온도 범위에 해당하며, 상기 시간은 나노결정생성시간 및 결정조대화시작시간 범위에 해당한다.
그리고, 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 샌더스트의 경우에는, 800℃ 근방에서 1시간 정도 유지한 후, 노냉하는 것에 의해 내부 응력이 풀어지게 된다. 상기 온도는 자성천이온도 또는 자성천이온도 범위에 해당하며, 상기 시간은 나노결정생성시간 및 결정조대화시작시간 범위에 해당한다.
다음, 상기 분말과 인쇄 잉크를 혼합한다. 이 때, 상기 인쇄 잉크의 첨가량은 20 ~ 50 중량% 정도로 설정하면 된다.
그리고, 분말과 인쇄 잉크의 혼합물을 50 ~ 100 메시의 스크린을 사용하여 소정 두께만큼 회로기판(100)의 표면에 스크린 인쇄한다. 상기 메시의 크기는 적절한 범위로 유지시키는 것으로 충분하며, 부착된 두께는 0.2~0.5mm 이상이 되도록 조정한다.
이와 같이, 상기 인쇄 잉크를 바인더로 한 피막이, 수회의 공정으로 회로기판의 배면에 균일하게 도포될 수 있다.
피막이 넓은 회로기판에 부착된 후에는 커터를 이용하여 재단함으로서 최종 감지판이 제조된다.
상기한 바와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 분말의 크기를 종래보다 더 작게 하여도 변성이 발생되지 않기 때문에 리액턴스값을 크게 유지할 수 있고, 이에 따라 감지효율을 좋게 할 수 있다는 이점이 있다.
또한, 스크린 인쇄를 이용하여 수회의 공정으로 소정 두께의 피막이 회로기판에 부착되기 때문에, 제조공정의 단순화 및 공수의 최소화를 얻을 수 있다는 장점도 있다.

Claims (8)

  1. 회로가 배치되어 있는 감지판에 있어서,
    퍼멀로이(MPP), 샌더스트(Fe-Si), 연질자성페라이트(Soft Magnetic Ferrite), 비정질합금(Amorphous Alloy) 중에서 선택된 어느 하나의 분말이 인쇄 잉크에 의해 바인딩된 피막(200~500)이 회로기판(200)의 표면에 스크린 인쇄되어 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 고주파 특성이 우수한 감지판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 분말은 100 나노미터 크기 이하의 직경을 가지는 것을 특징으로 하는 고주파 특성이 우수한 감지판.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 피막의 두께는 0.2mm~0.5mm인 것을 특징으로 하는 고주파 특성이 우수한 감지판.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 인쇄 잉크는 20∼50중량% 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 고주파 특성이 우수한 감지판.
  5. 퍼멀로이(MPP), 샌더스트(Fe-Si), 연질자성페라이트(Soft Magnetic Ferrite), 비정질합금(Amorphous Alloy) 중에서 선택된 어느 하나를 파쇄하여 분말로 만드는 단계와;
    파쇄된 분말을 자성천이온도 또는 결정화 온도 범위에서 풀림 처리하여 내부 응력을 제거하는 단계와;
    상기 분말을 인쇄 잉크와 혼합하는 단계와;
    상기 혼합물을 소정의 두께만큼 회로기판의 표면에 스크린 인쇄하여 피막을 형성하는 단계와;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고주파 특성이 우수한 감지판의 제조방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 분말은 직경 100 나노미터 이하의 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 고주파 특성이 우수한 감지판의 제조방법.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 퍼멀로이 또는 비정질 합금의 풀림처리는,
    560∼580℃에서 1∼2시간 유지한 후, 노냉하는 것으로 이루어진 것을 특징으로 하는 고주파 특성이 우수한 감지판의 제조방법.
  8. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 샌더스트의 풀림처리는,
    700∼900℃에서 1∼2시간 유지한 후, 노냉하는 것으로 이루어진 것을 특징으로 하는 고주파 특성이 우수한 감지판의 제조방법.
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