KR100844584B1 - 인테나 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휴대폰, 네비게이션 등과 같은 무선 통신기기에 내장되어 무선통신이 가능하도록 하는 인테나(INTENNA;내장형 안테나)의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 합성수지재의 몸체와 금속막의 회로패턴이 견고히 밀착결합되어 장기간 사용하더라도 회로패턴이 몸체에서 박리되지 아니하도록 하여 제품(인테나)의 신뢰도를 높이고, 수용액을 이용한 도금과 화학약품을 이용한 부식이라는 단순공정을 이용하여 몸체에 회로패턴이 형성되도록 하여 제조원가를 줄일 수 있는 인테나 제조방법에 관한 것이다.

본 발명의 인테나 제조방법은 (a) 도금용 합성수지재의 몸체를 제1수용액에 넣고 도금하여 표면에 금속막을 형성시키는 제1도금단계; (b) 상기 몸체의 금속막 표면에 특정패턴의 잉크를 인쇄코팅하여 회로패턴을 형성하는 단계; (c) 회로패턴이 형성된 상기 몸체를 제1화학약품에 담가 표면에 노출되어 있는 상기 금속막을 제거하는 단계; (d) 상기 몸체를 제2화학약품에 담가 인쇄코팅되어 있는 상기 잉크를 제거하여 상기 회로패턴의 금속막을 노출시키는 단계;를 포함하여 이루어진다.

그리고 (e) 상기 (d)단계 이후에 상기 몸체를 제2수용액에 넣고 도금하여 상기 회로패턴의 금속막 표면에 산화방지막을 형성하는 제2도금단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 몸체의 도금용 합성수지재는 도금용 ABS(Acrylontrile Butadiene Styrene)를 함유하고 있는 합성수지재인 것을 특징으로 한다.

인테나, 회로패턴, 도금, 부식, 잉크, ABS

Description

인테나 제조방법{PRODUCTION METHOD OF INTENNA}

본 발명은 휴대폰, 네비게이션 등과 같은 무선 통신기기에 내장되어 무선통신이 가능하도록 하는 인테나(INTENNA;내장형 안테나)의 제조방법에 관한 것으로서,

보다 상세하게는 합성수지재의 몸체와 금속막의 회로패턴이 견고히 밀착결합되어 장기간 사용하더라도 회로패턴이 몸체에서 박리되지 아니하도록 하여 제품(인테나)의 신뢰도를 높이고,

수용액을 이용한 도금과 화학약품을 이용한 부식이라는 단순공정을 이용하여 몸체에 회로패턴이 형성되도록 하여 제조원가를 줄일 수 있는 인테나 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 인테나는 절연체(합성수지재)의 몸체와, 특정 주파수대역에서 무선통신이 가능도록 일정한 회로패턴을 갖고 상기 몸체 표면에 결합되어 있는 전도체인 금속막으로 구성된다.

상기 몸체에 일정 회로패턴의 금속막을 결합시키는 방식에는 접착제(열융착을 포함)를 이용한 FILM방식과 도금을 이용한 방식이 있다.

접착제를 이용한 FILM방식은 일정한 패턴의 형상을 갖는 금속막을 미리 제조한 후에 일일이 몸체에 접착제를 이용해 조립부착시키는 방식으로서, 인테나가 낱개씩 제조(몸체 하나하나에 회로패턴의 금속막을 일일이 부착)되므로 생산성이 현격히 떨어지고, 몸체의 정확한 위치에 금속막을 부착시키기는 것이 쉽지 않고, 외부 충격이나 열에 장기간 노출되어 사용하게 되면 금속막이 몸체에서 떨어지는(박리되는)는 현상이 발생될 위험이 높은 단점이 있다.

이에 반해 도금을 이용한 방식은 도금된 금속막이 몸체에서 쉽게 박리되지 않는 장점을 갖는다.

물론, PC(Polycarbonate)와 같이 도금이 잘 이루어지지 않는 재질의 몸체는 미리 몸체의 표면에 도금성 물질을 회로패턴대로 도포(접착)시킨 후에 이 도금성 물질 위에 금속막을 도금하여 부착시키게 되므로, 도금성 물질이 몸체에서 박리됨으로서 금속막이 같이 박리되므로 이러한 장점은 갖지 못한다.

이처럼 도금을 이용하여 몸체에 회로패턴을 형성하는 종래기술로 등록특허 제0552529호 "휴대 단말기의 내장형 안테나 장치 및 그 제조 방법"과 등록특허 제0552529호 "무선휴대단말기에 사용되는 안테나 제조방법"에 관한 것이 개시되어 있다. 도금을 이용하는 방식은 회로패턴을 어떠한 방식으로 형성할 것인지가 문제된다.

상기 전자의 등록특허는 몸체를 이중사출하여 회로패턴을 형성하는 방식을 이용하고 있다.

이를 보다 구체적으로 설명하면,

비도금용물질인 폴리카보네이트(PC) 표면에 음형지게 패턴을 형성시키고, 이 음형지게 형성된 일정패턴에 도금용 물질인 ABS를 주입하는 방식으로 몸체를 이중사출로 성형하고, 일정패턴으로 형성된 도금용 물질 표면에 전도성 물질을 도금하여 회로패턴을 형성하는 방식이다.

이 방식은 도금 자체는 간단하지만, 몸체를 제작하기 위해 두 가지 물질(즉, PC와 ABS)을 준비하고, 음각을 형성하고, 이중사출을 하는 등 몸체를 제작하는 공정이 복잡하고 재료비와 가공비를 증가시키는 문제가 있다.

상기 후자의 등록특허는 레이저식각에 의해 회로패턴을 형성하거나, 마스킹제를 이용해 회로패턴을 형성하는 방식을 이용하고 있다.

이를 보다 구체적으로 설명하면,

레이저식각에 의해 회로패턴을 형성하는 방식은 몸체 표면 전체를 도금하여 금속막을 입힌 후에 레이저장비를 이용해 회로패턴이 아닌 부분을 식각하여 제거함으로서 몸체 표면에 회로패턴을 형성하는 방식이다. 이 방식은 레이저장비라는 고가의 장비가 필요하고, 몸체 하나하나에 일일이 회로팬턴을 형성하는 방식으로 생산성이 떨어진다.

그리고 마스킹제를 이용하여 회로패턴을 형성하는 방식은 몸체 표면에 회로패턴부분과 아닌 부분에 각각 마스킹제를 도포(또는 인쇄)하고, 회로패턴 부위의 마스킹테이프를 제거한 후에 이 부위에 금속막을 도금하여 회로패턴을 형성하는 방식이다. 이 방식은 회로패턴이될 부분과 아닌 부분을 각각 마스킹제로 도포하는 공정의 중복이 있고, 두 부분의 마스킹이 겹칠 위험이 있어 회로패턴이 초기설계대로 형성되지 않을 위험이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 회로패턴의 금속막이 몸체에 견고히 밀착되어 장기간 경과시에도 쉽게 박리되지 않아 제품(인테나의 무선통신)의 신뢰도가 감소하지 않고, 몸체에 회로패턴을 일일이 형성하는 것이 아니고 도금과 부식(박리)이라는 방식을 통해 한번에 여러개의 몸체 각각에 회로패턴을 형성시키는 생산성이 높은 인테나 제조방법을 제공함을 목적으로 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 인테나 제조방법은

(a) 도금용 합성수지재의 몸체를 제1수용액에 넣고 도금하여 표면에 금속막을 형성시키는 제1도금단계;

(b) 상기 몸체의 금속막 표면에 특정패턴의 잉크를 인쇄코팅하여 회로패턴을 형성하는 단계;

(c) 회로패턴이 형성된 상기 몸체를 제1화학약품에 담가 표면에 노출되어 있는 상기 금속막을 제거하는 단계;

(d) 상기 몸체를 제2화학약품에 담가 인쇄코팅되어 있는 상기 잉크를 제거하여 상기 회로패턴의 금속막을 노출시키는 단계;를 포함하여 이루어진다.

그리고 (e) 상기 (d)단계 이후에 상기 몸체를 제2수용액에 넣고 도금하여 상기 회로패턴의 금속막 표면에 산화방지막을 형성하는 제2도금단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하고,

상기 몸체의 도금용 합성수지재는 도금용 ABS(Acrylontrile Butadiene Styrene)인 것을 특징으로 하고,

상기 (a)단계는 (a1) 상기 몸체를 초음파세척하는 단계와, (a3) 상기 몸체를 제3수용액에 넣고 에칭시켜 표면을 거칠게하는 단계와, (a5) 상기 몸체를 제4수용액에 넣어 표면을 파라듐으로 도금하는 단계와, (a7) 상기 몸체를 제5수용액에 넣어 파라듐 표면을 니켈로 도금하는 단계와, (a9) 상기 몸체를 제6수용액에 넣어 니켈 표면을 동으로 도금하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하고,

(a11) 상기 (a9)단계 이후에 상기 몸체를 제7수용액에 넣어 동 표면을 니켈로 도금하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명은 ABS수지 재질의 몸체에 금속막의 회로패턴이 도금방식에 의해 결합되므로 회로패턴이 몸체에 견고히 결합되고 장기간 경과 후에도 쉽게 박리되지 않아 무선통신 품질이 저하되지 않고 내구성이 뛰어나 제품(인테나)의 신뢰도가 높은 제조방법이고,

하나하나의 몸체에 일일이 회로패턴을 형성하는 것이 아니라, 한번에 여러개의 몸체 각각에 회로패턴을 형성시키는 도금형 제조방법으로 생산성이 뛰어나 제조원가를 절감시킬 수 있는 제조방법이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

도1은 본 발명에 따른 인테나 제조방법의 공정도이고, 도2는 본 발명에 의해 제조된 인테나의 일례를 도시한 것이다.

우선, 도2에서 보는 바와 같이 인테나는 합성수지재의 몸체(10)와, 상기 몸체(10) 표면에 일정한 패턴으로 결합되어 있는 금속막의 회로패턴(20)으로 구성된다.

상기 몸체(10)는 휴대폰과 같은 통신기기의 소정부위에 내장되도록 특정형상으로 이루어지고 장착부가 구비된다.

그리고 상기 회로패턴(20)은 기지국이나 또 다른 통신기기와 무선송수신을 위한 방사체로서, 특정 주파수대역에서 무선송수신이 가능하도록 일정 폭과 길이, 그리고 특정한 형상 패턴으로 몸체 표면에 부착된다.

전술한 바와 같이 인테나의 통신품질이 일정하게 유지되기 위해서는 외부충격이나 장기간 사용시에 회로패턴이 몸체 표면에서 박리되지 않도록 견고히 결합되어야 한다.

이와 같이 회로패턴이 몸체 표면에 견고히 결하되도록 하는 본 발명에 따른 인테나 제조방법은 대별하면 제1도금단계(a), 잉크를 인쇄하여 회로패턴을 형성하는 단계(b), 회로패턴 이외 부분의 금속막을 제거하는 단계(c), 잉크를 제거하는 단계(d), 그리고 회로패턴의 금속막 표면에 산화방지막을 형성하는 단계(e)로 구성되는데, 이를 도1을 참조하여 보다 구체적으로 이하에서 설명한다.

우선, 몸체를 사출성형하여 준비한다. 상기 몸체는 내장되어질 통신기기의 특성에 맞는 형상으로 사출성형되고, 그 재질은 일반적으로 PC(Polycabonate)나 ABS(Acrylontrile Butadiene Styrene)로 이루어진다. 이러한 몸체의 재질로는 LG화학의 MP-211 제품이 있다.

상기 PC는 그 표면에 직접 금속막이 도금되기 어려워 도금성 물질을 먼저 인쇄한 후에 도금성 물질에 금속막을 도금하게 되므로 추가공정이 발생하고 도금성 물질이 PC 표면에 견고하게 인쇄되지 않을 위험이 있어, ABS가 보다 바람직하다. ABS 중에서도 도금에 적합한 도금용 ABS가 바람직하다. ABS의 구성물질 중 Butadiene이 도금을 가능하게 하는 물질이다.

이때 몸체의 사출성형은 낱개씩하는 것이 아니라, 하나의 틀에 여래개의 몸체가 붙어 있는 형태로 사출성형하는 것이 바람직하다. 즉, 여러개의 몸체와 틀이 한번에 사출형성되는 것이다.

다음으로 회로패턴이 형성될 부분이 접촉되지 않도록 몸체를 락킹수단으로 락킹한다. 상기 틀이 구비되어 있다면 틀을 락킹하면 된다.

다음으로, (a) 몸체를 제1수용액에 넣고 전해 또는 무전해 방식으로 도금하여 몸체 표면 전체에 금속막을 형성하는 단계를 수행한다. 상기 (a) 단계는 보다 구체적으로는 아래와 같다.

(a1) 초음파로 몸체의 표면을 세척한 후에 건조시키는 초음파세척단계를 행한다.

(a2) 몸체를 CP 정면제와 황산(H2SO4)을 포함하는 탈지액에 담가 전해 또는 무전해 방식으로 표면의 이물질을 제거하는 탈지단계를 행한다.

(a3) 몸체를 제3수용액에 넣고 전해 또는 무전해 방식으로 에칭시켜 표면에 미세한 음각이 생기도록(거칠게 처리) 에칭시키는 에칭단계를 행한다. 여기서, 상기 제3수용액은 Cro3와 H2SO4를 포함하는 용액이고, 몸체를 60~70도의 제3수용액에 약 20~30초간 담가 에칭을 한다.

(a4) 수세를 한 후에, 몸체를 HCL이 포함되어 있는 중화액에 실온에서 약 180~240초간 담가 전해 또는 무전해 방식으로 중화처리하는 단계를 행한다.

(a5,a6) 수세를 한 후에, 파라듐을 포함하는 용액(예; PdCL2)과 염산(HCL)이 또는 황산(H2SO4)이 혼합되어 있는 제4수용액에 몸체를 담가 전해 또는 무전해 방식으로 몸체 표면을 파라듐으로 도금처리하는 1차,2차 활성화 단계를 행한다. 1차활성화는 25도에서 35도 사이의 제4수용액에 몸체를 50~70초간 담가 행하고, 2차활성화는 45도에서 55도 사이의 제4수용액에 290~310초간 담가 행한다. 1차활성화와 2차활성화 사이에는 수세단계가 있다.

(a7) 수세를 한 후에, 몸체를 니켈을 포함하는 액체(예; Ni-H2SO4, NPA-100-A)가 혼합되어 있는 제5수용에 담가 전해 또는 무전해 방식으로 파라듐 표면을 니켈로 도금하는 단계를 행한다. 약 25도에서 35도 사이의 제5수용액에 290~310초간 담가 니켈도금을 행한다. 여기서 상기 니켈은 일반적으로 화학니켈을 의미한다.

(a9) 산처리(수세)를 한 후에, 몸체를 동(Cu)을 포함하는 제6수용액에 담가 전해 또는 무전해 방식으로 니켈 표면을 동으로 도금하는 단계를 행한다. 동도금은 25도에서 35도 사이의 제6수용액에 약 0.7V의 전압으로 200~300초간 담가 행한다. 상기 제6수용액은 황산구리(CuSO4), 황산, 물 등이 혼합된 혼합물이다. 동도금 이후에 바로 잉크를 인쇄코팅하는 단계로 갈 수 있고 다음의 (a11)단계나 (a13)를 더 거칠 수 있다.

(a11) 산처리(수세)를 한 후에, 몸체를 전해니켈을 포함하는 제7수용액에 담가 전해 또는 무전해 방식으로 동 표면을 니켈로 도금하는 단계를 행한다. 전해니 켈 도금은 45도에서 58도 사이의 제7수용액에 약 1.2V의 전압으로 400~500초간 담가 행한다. 상기 제7수용액은 NiSO4-6H2O, NiCL4, H3BO3 등이 혼합된 혼합물이다.

여기서, 잉크의 인쇄코팅은 상기 (a9) 또는 (a11) 단계 이후에 행해지므로 상기 제6수용액 또는 제7수용액이 상기 제1수용액이라 할 수 있다.

(a13) 산처리(수세)를 한 후에, 상기 몸체를 금(AU)이나 석(SnCU)이나 3가크롬이나 무니켈이나 흑진주가 포함되어 있는 코팅액에 담가 전해 또는 무전해 방식으로 니켈위에 금속코팅을 행한다.

(a)단계를 거친 후에 몸체의 표면에는 약 1~5um 두께의 동(Cu)이 도금되고, 그 위에 약 3~12um의 니켈(Ni)이 도금된다.

다음으로 수세 및 건조 과정을 거친 후에 몸체에서 락킹을 제거하고, 제1도금이 제대로 행해졌는지 중간 검사를 한다.

(b) 다음으로 금속막이 도금된 몸체 표면에 특수 잉크를 인쇄코팅하여 회로패턴을 형성한다. 인쇄코팅은 PAD 인쇄방식을 사용한다. 상기 특수 잉크는 특정 화학물에는 녹고, 또 다른 특정 화학물에는 녹지 않는 성직을 갖는 잉크를 말한다.

잉크를 인쇄코팅한 후에 잉크를 열풍건조 또는 UV건조방식으로 건조시킨다. 상기 잉크는 제1화학약품, 제2화학약품, 그리고 건조 방식에 따라 적절한 성분을 갖는 것으로 선택한다.

(c) 다음으로 잉크에 의해 회로패턴이 형성된 상기 몸체를 제1화학약품에 담가 표면에 노출되어 있는 동박, 니켈, 금 등의 금속막을 부식시켜 제거한다. 상기 제1화학약품은 질산, 염화제2철, 염소산, 염화동, 알파인 등이 용해되어 있는 화학 약품으로서, 상기 잉크는 그대로 두고(잉크 밑의 금속막도 보호됨) 노출되어 있는 금속막만을 부식시킨다.

(d) 다음으로 수세 및 건조 과정을 거친 후에, 몸체를 제2화학약품에 담가 잉크를 녹여 제거한다. 상기 제2화학약품은 가성소다와 같은 약품이 용해되어 있는 화학 약품으로서 잉크만을 선별적으로 용해시키고 금속막은 그대로 두어 몸체 표면에 일정패턴의 회로패턴이 노출 형성되게 한다.

(e) 다음으로 수세 및 건조 과정을 거친 후에, 상기 몸체를 제2수용액에 넣고 전해 또는 무전해 방식으로 도금하여 회로패턴의 금속막 표면에 산화방지막을 형성하는 제2도금단계를 행한다. 산화방지막은 금(AU)이나 니켈(Ni)이나 석(SnCu)등이 형성한다.

다음으로 수세 및 건조 과정을 거치고, 최종 검사하여 인테나의 제조공정을 마무리한다.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 공정으로 이루어진 인테나 제조방법에 대해 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

도 1 는 본 발명에 따른 인테나 제조방법의 공정도.

도 2 은 본 발명에 의해 제조된 인테나의 일례를 도시한 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 몸체 20 : 회로패턴

Claims (5)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. (a) 도금용 합성수지재의 몸체를 제1수용액에 넣고 도금하여 표면에 금속막을 형성시키는 제1도금단계;

   (b) 상기 몸체의 금속막 표면에 특정패턴의 잉크를 인쇄코팅하여 회로패턴을 형성하는 단계;

   (c) 회로패턴이 형성된 상기 몸체를 제1화학약품에 담가 표면에 노출되어 있는 상기 금속막을 제거하는 단계;

   (d) 상기 몸체를 제2화학약품에 담가 인쇄코팅되어 있는 상기 잉크를 제거하여 상기 회로패턴의 금속막을 노출시키는 단계;

   (e) 상기 (d)단계 이후에 상기 몸체를 제2수용액에 넣고 도금하여 상기 회로패턴의 금속막 표면에 산화방지막을 형성하는 제2도금단계;를 포함하여 이루어지되,

   상기 몸체의 도금용 합성수지재는 도금용 ABS(Acrylontrile Butadiene Styrene)이고,

   상기 (a)단계는

   (a1) 상기 몸체를 초음파세척하는 단계와,

   (a3) 상기 몸체를 제3수용액에 넣고 에칭시켜 표면을 거칠게하는 단계와,

   (a5) 상기 몸체를 제4수용액에 넣어 표면을 파라듐으로 도금하는 단계와,

   (a7) 상기 몸체를 제5수용액에 넣어 파라듐 표면을 니켈로 도금하는 단계와,

   (a9) 상기 몸체를 제6수용액에 넣어 니켈 표면을 동으로 도금하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 인테나 제조방법
5. 제 4 항에 있어서,

   (a11) 상기 (a9)단계 이후에 상기 몸체를 제7수용액에 넣어 동 표면을 니켈로 도금하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인테나 제조방법.

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