KR100889489B1 - 도전성 섬유재를 갖는 연성 회로기판 및 이를 갖는전자제품 - Google Patents

도전성 섬유재를 갖는 연성 회로기판 및 이를 갖는전자제품 Download PDF

Info

Publication number
KR100889489B1
KR100889489B1 KR1020080024928A KR20080024928A KR100889489B1 KR 100889489 B1 KR100889489 B1 KR 100889489B1 KR 1020080024928 A KR1020080024928 A KR 1020080024928A KR 20080024928 A KR20080024928 A KR 20080024928A KR 100889489 B1 KR100889489 B1 KR 100889489B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
conductive
circuit board
fiber
flexible circuit
yarn
Prior art date
Application number
KR1020080024928A
Other languages
English (en)
Inventor
김철진
김영호
안종수
Original Assignee
주식회사하이퍼플렉스
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사하이퍼플렉스 filed Critical 주식회사하이퍼플렉스
Priority to KR1020080024928A priority Critical patent/KR100889489B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100889489B1 publication Critical patent/KR100889489B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/11—Printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
    • H05K1/118—Printed elements for providing electric connections to or between printed circuits specially for flexible printed circuits, e.g. using folded portions
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/02—Fillers; Particles; Fibers; Reinforcement materials
    • H05K2201/0275—Fibers and reinforcement materials
    • H05K2201/0281—Conductive fibers

Abstract

본 발명은, 도전성 섬유재를 이용하여 유연성과 경량성 및 가공성이 뛰어난 연성 회로기판 및 이를 갖는 전자제품을 개시한다. 본 발명은 전자제품에 적용되도록 도전성 섬유재를 갖는 연성 회로기판으로서, 상기 연성 회로기판은: 기판의 바닥재를 이루는 기재; 그리고 상기 기재에 통전을 위한 도전회로의 패턴 형성을 위하여, 재봉방법에 의해 상기 기재에 일체로 구비되어 전기적 신호를 전달하는 도전성 섬유재를 포함하여 구성된다.
따라서, 본 발명에 의하면, 다양한 방식으로 제조된 도전사를 사용하여 기재상에 도전회로를 형성하므로, 종래와 같이 동박을 이용하여 연성 회로기판을 제조하는 것에 비해 환경오염의 문제가 없고, 유연성과 경량성 및 가공성이 뛰어난 연성 회로기판의 제조가 가능하다.
연성 회로기판, 도전성 섬유재, 도전회로, 루프 안테나, 통신 단말기

Description

도전성 섬유재를 갖는 연성 회로기판 및 이를 갖는 전자제품{Flexible Circuit Board Having Conductive Fiber Materials and Electronic Device Having The Same}
본 발명은 연성 회로기판에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 도전성 섬유재로 구성된 도전로를 갖는 전자제품의 연성 회로기판 및 이를 가지는 전자제품에 관한 것이다.
일반적으로 휴대용 통신 단말기, 디스플레이 장치, 카드 및 리더기 등 통신을 필요로 하는 전자 제품 및 부품의 내부에는 금속 소재를 사용하여 연성을 가지도록 제조된 연성 회로기판이 사용되고 있다.
상기와 같이 금속 소재를 사용하는 종래의 연성 회로기판의 경우, 통신에 필요한 도전로를 갖는 연성 회로기판의 제조를 위해서는, 동박 형태의 롤(Roll)을 재단하여 형성된 동판이, 도금 공정, 라미네이팅, 노광 공정을 거쳐, 화학적으로 현상, 부식, 박리, 수세 공정 등을 거치게 된다. 그리고, 상기 도전로를 보전하기 위해 상기 동판을 폴리이미드 필름에 가접착하고, 이후 열압착 공정 하는 등 복잡하고 많은 수의 공정을 거쳐야 한다.
상기와 같은 제조 공정을 통해 제조된 종래의 연성 회로기판이 도 1에 도시되어 있으며, 이는 연성 인쇄회로기판(Flexible Printed Circuit Board)에 해당된다.
상술한 바와 같이 종래의 연성 회로기판은 복잡하고 긴 제조공정을 이용하여 제조되므로, 그 제조 공정에서 많은 화학 폐수가 발생하여 환경오염 문제가 있고, 제조 공정이 길고 복잡하여 제조 비용이 증가하게 되고, 제조에 많은 시간이 걸리며, 하나의 연성 회로기판의 제조를 위해 다양한 종류/많은 수의 장비를 필요로 하게 된다.
그리고 상술한 바와 같이 상기 연성 회로기판의 제조를 위하여 동박 형태의 원재료를 사용하고, 상기 도전회로를 보호하기 위해 폴리이미드 층 등과 같은 여러 재료들이 사용되어 두께를 증가시키므로, 슬림(Slim)화 추세로 향하는 전자 부품 및 전자제품의 요구 두께를 맞추는데 한계가 있다.
특히 최근 휴대용 이동통신 단말기의 배터리에 부착하여 전자 결제에 사용하는 루프 안테나의 경우, 종래의 연성 회로기판이 차지하는 두께에 의해 휴대전화기 디자인이 슬림화에 반하는 문제점이 있다.
또한, 상기 휴대용 이동통신 단말기를 이용하여 지상파 및 위성 디엠비를 수신하기 위해 사용하는 디엠비 안테나와 같이 제품 외부에 사용되는 경우 제품의 디자인이 매우 중요시되는데, 디엠비 안테나용 금속 소재 연성 회로기판의 경우 유연성이 떨어질 뿐만 아니라 디자인의 추세에 맞추어 다양한 형태로 제조하기 위해서는 복잡하고 많은 수의 공정을 거쳐야 하므로 그 성형성에 한계가 있다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 도전성 섬유재를 이용하여 유연성과 경량성 및 가공성이 뛰어난 연성 회로기판 및 이를 갖는 전자제품을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 종래의 금속 소재를 사용한 연성 회로기판의 제조공정에 비해 환경 유해 물질의 발생이 현저히 적고 제조 비용이 감소될 수 있으며 두께의 슬림화가 가능한 연성 회로기판을 제공하기 위한 것이다.
상술한 목적을 해결하기 위하여, 본 발명은 전자제품에 적용되도록 도전성 섬유재를 갖는 연성 회로기판을 제공한다. 여기서, 상기 연성 회로기판은: 기판의 바닥재를 이루는 기재; 그리고 상기 기재에 통전을 위한 도전회로의 패턴 형성을 위하여, 재봉방법에 의해 상기 기재에 일체로 구비되어 전기적 신호를 전달하는 도전성 섬유재를 포함하여 구성된다.
상기 도전성 섬유재는 107Ωcm 이하, 바람직하게는 105Ωcm 이하의 전기 비저항을 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 도전성 섬유재는; 금속섬유 단독으로 된 원사와, 일반섬유와 금속 섬유를 복합하여 제조한 원사와, 방사단계에서 도전성 물질을 투입하여 제조한 원사와, 섬유에 도전성 물질을 후처리하여 도전성이 부여된 원사로 이루어지는 그룹에서 선 택될 수 있다.
그리고, 상기 도전성 섬유재는; 금속섬유로 단독으로 된 원사와, 금속 섬유를 일반섬유와 복합하여 제조한 원사와, 방사단계에서 도전성 물질을 투입하여 제조한 원사와, 섬유에 도전성 물질을 후처리하여 도전성이 부여된 원사로 이루어지는 그룹에서 선택되는 원사로 제직 또는 제편된 원단을 절단하여 구성될 수도 있다.
여기서 상기 섬유에 도전성 물질을 후처리하여 도전성을 부여한다 함은, 섬유에 상기 도전성 물질을 피복하거나 흡착시키거나 증착하거나 도금하는 방식 등의 후처리 방식으로 절연체인 섬유에 도전성을 부여하는 것을 말한다.
상기 도전성 섬유재는 자수, 오버록, 인터록 중 어느 하나의 재봉방법에 의해 상기 기재상에 구비된다.
다른 일 형태로서 본 발명은: 상술한 구성을 가지는 연성 회로기판으로 구성되는 안테나; 상기 연성 회로기판에 전기적으로 연결되어 전기적 신호를 송수신하는 통신용 전자부품; 그리고 상기 전자부품에 전원을 공급하기 위한 배터리 팩을 포함하여 구성되는 휴대용 통신 단말기를 제공한다.
상술한 구성을 가지는 본 발명에 따른 연성 회로기판와 이를 갖는 통신 단말기 등의 전자제품은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 본 발명에 의하면, 다양한 방식으로 제조된 도전사 즉 도전성 섬유재를 사용하여 기재상에 도전회로를 형성하므로, 종래와 같이 동박을 이용하여 연성 회로기판을 제조하는 것에 비해 환경오염의 문제가 없고, 유연성과 경량성 및 가공성이 뛰어난 연성 회로기판의 제조가 가능하다.
둘째, 본 발명에 따르면, 연성 회로기판에 도전회로를 형성하는 제조공정 및 제조를 위한 장비의 구성이 단순화되고 원재료의 재료비 등의 제조비용이 감소되며, 연성 회로기판의 구성요소가 감소되어 통신 단말기 등과 같은 전자제품의 경박/단소 및 슬림화추세에 부합될 수 있다.
셋째, 본 발명에 따른 연성 회로기판은 유연성과 가공성이 뛰어나므로 통신 단말기나 디스플레이 장치 또는 카드 리더기 등과 같은 다양한 전자제품의 내부나 외부 등 원하는 위치에 쉽게 적용할 수 있다.
이하 상기 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 설명된다.
본 실시 예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 부호가 사용되며, 이에 따른 부가적인 설명 및 중복되는 설명은 하기에서 생략된다.
본 발명은 도전성 섬유재로 구성되는 통전을 위한 도전회로을 가지는 전자제품용 연성 회로기판(Flexible Circuit Board) 및 상기 도전성 섬유재를 갖는 연성 회로기판과 전자제품 내부의 신호 송수신부를 전기적으로 상호 연결하는 연결부를 포함하여 구성되는 전자 부품 및 전자제품을 제공한다.
상기 연성 회로기판의 예로는, 도전성을 갖는 원사를 사용하여 기재, 즉 기판용 시트(sheet)에 도전회로를 형성한 연성 회로기판, 상기 도전성을 가지는 원사를 사용하여 제직 또는 제편하여 제조된 원단을 사용하여 도전회로를 형성한 연성 회로기판, 일반 원사나 일반 원단에 도전성 부여가공을 통하여 도전성이 부여된 도전원사나 도전원단을 사용하여 도전회로를 형성한 연성 회로기판 등이 있을 수 있다.
보다 상세하게 설명하면, 상기 도전성 섬유재는, 도전성을 갖는 원사 예를 들면 금속 섬유 단독으로 구성된 원사나, 상기 금속 섬유와 일반 섬유를 복합하여 제조한 원사 중 어느 하나로 구성될 수 있다. 여기서 상기 금속 섬유는 금속을 섬유화한 것으로서 그 예로는 스테인레스 스틸 섬유나 구리 섬유 등이 있다.
그리고 상기 도전성 부여가공의 예로는 일반 원단이나 일반 원사에 코팅, 증착, 도금 등의 공정을 수행하여 도전성을 띄게 하는 가공방법을 말한다.
또한 상기 도전성 섬유재는 방사단계에서 도전성 물질을 투입하여 제조된 원사나 섬유 표면에 도전성 물질을 피복시켜 제조된 원사로 구성될 수도 있다.
섬유 및 고분자 공학의 발달은 전기적으로 절연체인 유기 고분자로 된 섬유의 전기 전도도를 금속과 같은 도전체의 수준까지 향상시킬 수 있게 되었다. 상기와 같은 도전성 섬유재의 제조 방법은 제조된 기질 섬유에 도전성 물질을 후처리하여 전도 성능을 부여하는 방법 및 섬유 내부에 도전성 물질을 구성하는 방법 등이 있다.
상술한 도전성 섬유재의 제조방법 중, 후처리 방식에 의한 도전성 섬유의 제조 방법은 전도성 고분자를 기질 섬유의 표면에 피복 또는 흡착시키는 방법 등을 의미한다. 상기 전도성 고분자란 분자 구조적 특징상 전기를 통하는 유기계 고분자를 뜻하며, 폴리아세틸렌(polyacetylene), 폴리피롤(polypyrrole), 폴리티오 펜(polythiophene), 폴리페닐렌 비닐렌(Polyphenylene vinylene), 폴리페닐렌(Polyphenylene) 및 폴리티오펜[3-알킬](polythiophene[3-alkyl]) 등이 있고, 한 가지의 전도성 고분자를 기질 섬유의 표면에 피복 또는 흡착시키는 방법 외에도 2 이상의 전도성 고분자를 소정 비율로 혼합하여 기질 섬유의 표면에 피복 또는 흡착함으로써 섬유의 도전성을 획득할 수 있다.
상기 전도성 고분자 중에서 폴리아세틸렌, 폴리피롤 및 폴리티오펜 등은 용융되지 않는 특성이 있으며, 곁가지를 치환한 폴리티오펜[3-알킬]은 용해도 및 용융성이 높아서 용이하게 가공할 수 있는 특성이 있다.
상기 전도성 고분자의 전도성은 공액 이중결합(conjugate double bond), π-전자의 존재, 도핑(Doping) 등에서 기인한다.
상기 공액 이중결합은 폴리아세틸렌과 같은 고분자에서 볼 수 있는 탄소 원자들의 단일 결합 및 이중 결합이 번갈아 반복되는 사슬 구조를 의미한다. 이러한 사슬 구조에서의 π-전자는 어느 정도 자유롭게 움직일 수 있기 때문에, "π-공액 고분자(π-conjugated polymer)"라고 불리기도 한다.
또한 이러한 고분자를 화학적 또는 전기화학적 방법으로 도핑하면 전기 전도도를 부도체에서 금속에 이르는 폭넓은 영역에서 조절할 수 있다.
상기 전도성 고분자 단독으로 섬유를 제조하면 섬유의 기계적 성질이 취약하고 제조가 어렵기 때문에 기존의 합성 섬유에 부가하는 방법이 바람직한 바, 전도성 고분자를 용액 상태로 만들어 섬유 표면에 도포하거나 전도성 고분자의 단량체를 기체 상태로 섬유 표면에 흡착시켜 섬유 내에서 전도성 고분자를 중합하는 방식 이 있다.
다음으로, 섬유 내부에 도전성 물질을 투입하는 도전성 섬유재의 제조방법은, 도전성 물질을 방사하는 과정에서 섬유 내에 투입하는 방식으로서 도전성 물질로는 카본 블랙(carbon black), 운모(mica) 또는 활석(talc) 등을 사용할 수 있다. 도전성 물질의 종류, 투입량 뿐만 아니라 도전성 물질의 형상에 의해서도 섬유의 도전성이 영향을 받게 된다.
한편, 상기 전도성 고분자를 형성할 수 있는 단량체를 방사 용액에 포함시켜 방사한 후 섬유 내에서 전도성 고분자를 중합시켜 도전성을 부여하는 방식도 물론 가능하다. 이러한 방식의 예로는 폴리에스테르 또는 나일론을 용융 방사로 제조하는 방법 또는 레이온을 용액 상태로 방사하는 방법 등이 있다.
전기적으로 절연체인 일반 섬유와 달리 도전성 섬유는 전기가 통하는 섬유로서, 처음에는 전기의 도체인 금속을 섬유화하여 사용하였다. 이러한 도전성 섬유는 섬유제품의 정전기를 방지하거나 전자파를 차폐하는데 사용된다.
예를 들면, 도전성 섬유재인 스테인리스 스틸 섬유를 일반 섬유와 혼용하여 정전기를 감소시킨 카펫, 누적된 정전기의 방전에 의해 병원에서 마취용 에테르 증기가 인화되는 것을 방지하기 위한 수술복, 산소나 수소와 같은 폭발성 기체를 다루는 작업환경에서 착용하는 작업복 등에 도전성 섬유재가 사용되었다. 이러한 대전 방지 효과는 마찰에 의해 섬유제품에 생성된 정전기가 도전성 물질에 의해 누전되는 원리를 이용한 것이다.
보통 섬유 제품의 대전 방지는 섬유제품의 수분율을 높여서, 마찰 등에 의해 발생된 정전기가 수분에 의해 누전되는 방법에 의해 이루어졌다. 그러나 상기와 같이 수분율을 높여서 대전을 방지하는 방법은 상대습도가 낮아지면 제전성이 유지되지 못하지만, 상기와 같이 도전성 섬유재를 사용하면 습도에 관계없이 전기가 통하기 때문에, 상대습도 0~20%의 극단적인 저습도 환경 조건에서도 제전성이 유지될 수 있다.
상기 도전성 섬유를 제조하는 방법으로는, 전술한 바와 같이 구리나 스테인레스 스틸과 같은 금속을 섬유화하는 방법, 탄소섬유 또는 활성탄 섬유와 같이 기존 섬유를 도전화하는 방법, 카본 블랙이나 금속 입자와 같이 도전성을 갖는 성분을 섬유 방사시 첨가하거나 후처리 또는 증착 등의 방법으로 섬유에 피복하거나 섬유 내부에 분산시키는 방법, 섬유 표면이나 내부에 금속 또는 도전성 화합물을 함침시킨 후 화학 반응 또는 고착시키는 방법, 전도성 고분자를 섬유화 또는 패터닝하는 방법 등이 있을 수 있다.
도 2와 도 3에는 상술한 도전성 섬유재의 예 및 제조회사별 도전성 섬유재가 예시되어 있다.
상기 도전성 섬유재는, 일반적으로 금속, 카본 블랙, 금속 산화물 등의 도체 재료를 사용하여 전기 저항을 비교적 낮게 만든 섬유를 일컫는 용어로 사용될 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 도전성 섬유재는, 단섬유 1cm 당의 전기 저항이 1012 Ω이하인 것 또는 전기 비저항(specific resistance, 체적 고유저항)이 107 Ωcm 이 하, 바람직하게는 105 Ωcm 이하인 것을 말하거나, 섬유 직경 100㎛ 이하에서 겉보기 전기저항이 109 Ω/cm 이하인 것을 말하기도 한다. 참고로, 은의 전기 비저항은 1.47×10-6 Ωcm, 구리는 1.72×10-6 Ωcm이다.
여기서, 상기 금속 섬유의 전기 비저항은 10-5Ωcm 수준이고, 금속 코팅 섬유의 전기 비저항은 10-3Ωcm 수준이며, 유기 도전성 섬유의 대부분은 전기 비저항이 10-1~105Ωcm 수준이나 이보다 더 낮은 전기 비저항을 갖는 경우도 있다. 따라서 일반적인 합성섬유의 전기 비저항이 1014Ωcm 수준인 것을 감안하면 상술한 종류의 도전성 섬유재들은 일반적인 섬유에 비해 큰 도전성을 갖는다.
본 발명에서는 도전성 섬유재를 사용하여 연성 회로기판을 형성한 것으로서, 상기 도전성 섬유재를 갖는 연성 회로기판은 원하는 기능을 수행하도록 설계조건에 따라 도전회로를 구성하여 각종 전자부품과 연결부에 의해 전기적으로 연결됨으로써 다양한 종류의 전자 제품을 구성할 수 있으나, 본 발명의 실시 예에서는 전자제품의 일 예인 통신 기기에 적용되는 연성 회로기판을 개시한다.
상기와 같이 도전성 섬유재로 된 도전회로를 갖는 연성 회로기판은, 통신 단말기 등과 같은 전자제품 내부에 구비되어 그 내부의 다른 전자부품에 연결되어 사용되거나, 뛰어난 유연성과 가공성으로 인해 전자제품 외부에 부착되어 사용될 수도 있으며, 액세서리(accessory) 형태로 제조되어 통신 단말기의 통신용 전자부품 에 전기적으로 연결될 수도 있다.
물론, 상기 연성 회로기판의 사용목적, 예를 들면 원하는 통신 기능에 따라 연성 회로기판의 도전회로의 구조, 즉 패턴이 달라지겠지만, 도전성 섬유재를 사용하여 본 발명에 따른 연성 회로기판의 제조 방법에는 큰 차이가 없으며, 이하에서는 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 연성 회로기판의 일 실시 예로 구성된 루프 안테나를 설명한다.
상기 루프 안테나의 도전회로를 구성하는 도전성 섬유재로는, 금속 섬유 단독 도전사, 일반 섬유와 금속 섬유를 복합하여 제조한 도전원사, 방사 단계에서 도전성 물질을 투입하여 제조한 도전원사, 후처리에 의해 섬유 표면에 도전성 물질을 피복 또는 흡착시켜 제조한 도전원사, 증착, 도금 또는 화학적인 방법으로 섬유에 도전성을 부여한 도전원사, 및 이들을 서로 복합하여 제조한 도전원사, 이들 도전원사를 제직, 제편 또는 부직포로 하여 제조한 원단을 절단하여 사용하는 것이 모두 가능하다.
상기 도전원사, 즉 상기 도전성 섬유소재는 전기 비저항이 105 Ωcm 이하인 것을 사용하는 것이 좋으며, 더욱 바람직하게는 도전성이 좋은 103Ωcm 이하의 도전사를 사용하는 것이 좋다.
그리고 상기 도전원사로 형성된 도전회로가 구비되도록 바닥재를 이루는 기재로는 고분자 필름 및 종이, 직물·편물·부직포·메시 등과 같은 섬유원단, 플라스틱·복합재료·무기물·금속판 등이 적용될 수 있으나 기재의 종류가 크게 제한 되지는 않는다. 그러나 형태 안정성 및 최종 제품의 두께를 고려하면 10㎛ ~ 1mm 사이의 두께를 갖는 기재를 사용하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 도전성 섬유재와 상기 기재를 사용하여 연성 회로기판을 제조함에 있어서, 자수, 인터록, 오버록, 패터닝 등 다양한 원사 재봉이나 배열 방법이 가능하나, 다양한 패턴과 제조 속도를 고려하면 자수 방법이 가장 바람직하다 할 수 있다.
상기와 같이 자수 방법 등에 의해 상기 도전회로가 구성된 연성 회로기판은, 통신 신호를 송수신할 수 있도록 전자제품에 구비된 다른 전자부품과 납땜·열융착·접착 또는 테이프 캐리어 등과 같은 연결부에 의해 연결될 수 있으며, 접착제나 양면 테이프와 같은 점착제를 이용하여 배터리 팩, 휴대용 통신 단말기, 리더기 등의 전자 제품 내부에 밀착 패킹될 수도 있다.
도 4를 참조하면, 상기 루프 안테나를 이루는 본 실시 예에 따른 연성 회로기판은, 통전을 위한 상기 도전회로가 구비되며 상술한 바닥재를 이루는 기재와 상기 기재에 구비되는 도전성 섬유소재를 포함하여 구성되는데, 도 5에는 본 발명에 따른 연성 회로기판이 적용된 전자제품의 일 예로서 휴대용 통신 단말기가 나타나 있다.
여기서 상기 루프 안테나의 기능(전자 결제 기능)은 종래에 잘 알려진 것이므로 이에 대한 부가적인 설명은 생략된다.
그리고 도시되지는 않았으나, 도 5에 도시된 통신 단말기는, 상술한 안테나를 이루는 본 발명에 따른 연성 회로기판과 상기 연성 회로기판에 전기적으로 연결 되어 전기적 신호를 송수신하는 통신용 전자부품 그리고 상기 전자부품에 전원을 공급하기 위한 배터리 팩을 포함하여 구성된다.
이하 본 발명의 실시 예들로서 서로 다른 종류의 도전성 섬유소재를 이용하여 도전회로가 구성된 루프 안테나용 연성 회로기판를 종래의 비교예와 함께 기재한다. 여기서, 후술하는 본 발명의 실시 예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명이 하기 실시 예에 한정되는 것은 아니다.
상기 휴대용 통신 단말기에 무선 통신을 이용한 전자 결제 기능을 부여하기 위해서는, 배터리 팩 또는 전화기 내부에 리더기와의 통신을 위한 RF 안테나, 즉 루프 안테나가 부착된다.
여기서 RF 안테나는 상기 통신 단말기에 적용된 전자부품과 내부 회로구조에 맞는 도전회로 구조로 구성되는데, 단말기 또는 상기 배터리 팩 내부에 부착되기 때문에 80~200㎛ 이내의 박막 구조로 구성되며, 각 부품에서 발생하는 전파의 간섭을 막기 위하여 페라이트 시트와 같은 전파 흡수체가 추가로 부착되고, 상기 RF 안테나 및 전파 흡수체의 부착을 위해 양면 접착 테이프가 사용된다.
그러나 종래의 RF 안테나는 동박 원자재를 사용한 통상의 연성 회로기판 제조 방법에 의해 제조되어 왔고, 환경 보호, 제품 두께와 무게, 제조 비용 등의 면에서 문제점들이 있었으며, 본 발명의 실시 예들과의 성능비교에서 아래와 같은 성능의 차이를 보였다.
후술하는 본 발명에 따른 도전성 섬유재를 갖는 연성 회로기판의 실시 예들을 종래의 비교예와 비교함에 있어서, 팬택 앤 큐리텔 社에서 판매하는 IM S-310 휴대전화기를 사용하여 전자 결제 기능에 대한 성능을 평가하였다.
[ 실시 예 1 ]
휴대전화기의 전자 결제 기능에 사용되는 RF 안테나(루프 안테나)로 기존의 동판 안테나 대신 도전성 섬유재로 도전회로를 구성한 연성 회로기판을 제조하는데 있어서, 회로 구성용 도전회로로 사용되는 도전성 섬유재로 75 denier/36 filament의 PET 고강력사에 금속 섬유인 동사가 커버링(꼬임/합연)되어 복합섬유 형태인 도전성 섬유사로서 전기 비저항이 대략 10-3 ~ 10-5 Ωcm로 된 도전성 섬유재를 사용하여, 도 4의 회로도와 같이 100㎛ 두께의 섬유 직물 기재에 자수 방법을 통해 도전회로를 구성하였다.
상기 도전성 섬유사의 합사, 도전회로를 구성하는 회로의 모양과 폭, 폭간의 간격 등은 원하는 주파수 특성에 따라 달라질 수 있다. 상기와 같이 제조된 도전성 섬유재 연성 회로기판에 전파 흡수체를 부착하여 통신 단말기의 배터리 팩 내부에 부착하였다.
상기 연성 회로기판 자체에 대한 무게 및 두께는 안테나 제품 전체로 측정하여 비교하였고, RF 특성은 연성 회로기판을 단말기에 부착시킨 상태에서 전파를 수신하는 동글(dongle)과의 통신거리, 캐패시턴스(Capacitance), 인덕턴 스(Inductance)로 비교 평가하여 표 1에 나타내었다.
[ 실시 예 2 ]
상술한 실시 예 1과 동일한 연성 회로기판 제조에 있어서, 아크릴 섬유에 황산구리를 반응시켜 흡착시킨 한일합섬 社의 일렉스(Elex) 100 denier/40 filament를 도전성 섬유사로서 전기 비저항이 대략 10-2 ~ 1 Ωcm로 된 도전성 섬유재를 사용하여, 실시 예 1과 동일한 제조방법으로 도전회로를 구성하고 그 성능을 비교 평가하였다.
[ 비교 예 1 ]
이녹스 社의 동박 HD0070-HNE (1/2 mil, 1/2 oz, ED 양면 CCL)을 사용하여 통상의 연성 회로기판 제조 공정을 거쳐, 실시 예 1과 동일하게 회로를 구성하여 비교 평가하였다.
구 분 두께(㎛) 무게(g) 동글과의 통신거리 (mm) Capacitance (μF) Inductance (μH)
실시 예 1 100 1.31 32 2.70 910
실시 예 2 120 1.52 28 2.70 910
비교 예 1 200 3.20 28 2.71 912
상술한 실시 예 1과 2 및 비교예 1의 성능을 비교한 [표 1]에서 보는 바와 같이, 캐패시턴스와 인덕턴스에 큰 변화를 주지 않으면서, 실시 예 1과 실시 예 2는 비교예 1에 비하여 그 두께와 무게가 크게 감소된 것을 볼 수 있고, 실시 예 1에서 동글과의 통신거리는 비교예에 비해 향상되었음을 볼 수 있다.
한편, 도 6에는 본 발명에 따른 연성 회로기판의 다른 실시 예로 구성된 디엠비 안테나의 일 실시 예가 도시되어 있다. 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 연성 회로기판은 도전회로가 섬유소재로 구성된 것으로서 통신 단말기용 연성 회로기판으로 된 안테나 뿐만 아니라 다른 전자제품에도 적용가능하다.
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시 예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다.
그러므로, 상술된 실시 예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
도 1은 종래의 연성 회로기판으로 구성된 루프 안테나를 나타낸 사진도면이다.
도 2는 도전성 섬유재의 종류를 나타낸 예시도이다.
도 3은 제조 회사별 도전성 섬유재를 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 연성 회로기판의 일 실시 예로 구성된 루프 안테나를 나타낸 사진도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 연성 회로기판이 적용 가능한 전자제품의 일 실시 예를 나타낸 사진도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 연성 회로기판의 다른 실시 예인 디엠비 안테나를 나타낸 사진도면이다.

Claims (6)

  1. 전자제품에 적용되는 연성 회로기판으로서,
    기판의 바닥재를 이루는 기재; 그리고
    상기 기재에 통전을 위한 도전회로의 패턴 형성을 위하여, 재봉방법에 의해 상기 기재에 일체로 구비되어 전기적 신호를 전달하는 도전성 섬유재를 포함하여 구성되는 연성 회로기판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 도전성 섬유재는 105Ωcm 이하의 전기 비저항을 갖는 것을 특징으로 하는 연성 회로기판.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 도전성 섬유재는; 금속섬유 단독으로 된 원사와, 일반 섬유와 금속 섬유를 복합하여 제조한 원사와, 방사단계에서 도전성 물질을 투입하여 제조한 원사와, 섬유에 도전성 물질을 후처리하여 도전성이 부여된 원사로 이루어지는 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 연성 회로기판.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 도전성 섬유재는; 금속섬유로 단독으로 된 원사와, 금속 섬유를 일반섬 유와 복합하여 제조한 원사와, 방사단계에서 도전성 물질을 투입하여 제조한 원사와, 섬유에 도전성 물질을 후처리하여 도전성이 부여된 원사로 이루어지는 그룹에서 선택되는 원사로 제직 또는 제편된 원단을 절단하여 구성되는 것을 특징으로 하는 연성 회로기판.
  5. 삭제
  6. 제1항 또는 제2항에 기재된 연성 회로기판으로 구성되는 안테나;
    상기 연성 회로기판으로 구성되는 안테나에 전기적으로 연결되어, 전기적 신호를 송수신하는 통신용 전자부품; 그리고
    상기 전자부품에 전원을 공급하기 위한 배터리 팩을 포함하여 구성되는 통신 단말기.
KR1020080024928A 2008-03-18 2008-03-18 도전성 섬유재를 갖는 연성 회로기판 및 이를 갖는전자제품 KR100889489B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080024928A KR100889489B1 (ko) 2008-03-18 2008-03-18 도전성 섬유재를 갖는 연성 회로기판 및 이를 갖는전자제품

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080024928A KR100889489B1 (ko) 2008-03-18 2008-03-18 도전성 섬유재를 갖는 연성 회로기판 및 이를 갖는전자제품

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100889489B1 true KR100889489B1 (ko) 2009-03-19

Family

ID=40698460

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080024928A KR100889489B1 (ko) 2008-03-18 2008-03-18 도전성 섬유재를 갖는 연성 회로기판 및 이를 갖는전자제품

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100889489B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101015563B1 (ko) * 2008-07-29 2011-02-17 재단법인서울대학교산학협력재단 전기전도성 금속복합자수사 및 이를 이용한 자수회로
KR101064881B1 (ko) * 2009-06-10 2011-09-16 한국과학기술원 패시베이션 된 직물형 인쇄회로기판 및 그 패시베이션 방법
US9144153B2 (en) 2011-10-05 2015-09-22 Electronics And Telecommunications Research Institute Method of manufacturing a fabric type circuit board

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000075549A (ko) * 1997-02-20 2000-12-15 파트너쉽 리미티드, 인코포레이티드 도전체 제조용 조성물 및 저온 방법
KR20050027123A (ko) * 2002-07-23 2005-03-17 오츠카 가가쿠 가부시키가이샤 박편 형태의 전도성 화합물 및 전도성 조성물
KR100491473B1 (ko) 1995-08-10 2005-10-19 (주)폴리머스넷 도전성열가소성탄성중합체혼합물들과그응용물

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100491473B1 (ko) 1995-08-10 2005-10-19 (주)폴리머스넷 도전성열가소성탄성중합체혼합물들과그응용물
KR20000075549A (ko) * 1997-02-20 2000-12-15 파트너쉽 리미티드, 인코포레이티드 도전체 제조용 조성물 및 저온 방법
KR20050027123A (ko) * 2002-07-23 2005-03-17 오츠카 가가쿠 가부시키가이샤 박편 형태의 전도성 화합물 및 전도성 조성물

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101015563B1 (ko) * 2008-07-29 2011-02-17 재단법인서울대학교산학협력재단 전기전도성 금속복합자수사 및 이를 이용한 자수회로
KR101064881B1 (ko) * 2009-06-10 2011-09-16 한국과학기술원 패시베이션 된 직물형 인쇄회로기판 및 그 패시베이션 방법
US9144153B2 (en) 2011-10-05 2015-09-22 Electronics And Telecommunications Research Institute Method of manufacturing a fabric type circuit board
KR101555211B1 (ko) 2011-10-05 2015-09-25 한국전자통신연구원 직물 회로 기판 및 이의 제조 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10251266B2 (en) Wearable flexible printed circuit board and method of manufacturing the same
Jagatheesan et al. Electromagnetic shielding behaviour of conductive filler composites and conductive fabrics–A review
US9972913B2 (en) Noise absorbing fabric
US9108388B2 (en) Broadband electromagnetic wave-absorber and process for producing same
EP2084324B1 (en) Flexible printed conductive fabric and method for fabricating the same
Jagatheesan et al. Fabrics and their composites for electromagnetic shielding applications
KR101015563B1 (ko) 전기전도성 금속복합자수사 및 이를 이용한 자수회로
KR100889489B1 (ko) 도전성 섬유재를 갖는 연성 회로기판 및 이를 갖는전자제품
KR101527988B1 (ko) 통신용 시트 구조체
US20080160851A1 (en) Textiles Having a High Impedance Surface
WO2009005271A2 (en) Pendant having antenna
JP6999139B2 (ja) アンテナ、無線通信装置、生体信号測定装置、および衣服
Maity et al. Advanced applications of green materials in electromagnetic shielding
JP2012243993A (ja) ノイズ吸収布帛
KR102006344B1 (ko) 복합 시트, 안테나 모듈 및 이의 제조방법
Kiourti et al. Conductive textiles for wearable electronics
Chatterjee et al. Advanced electromagnetic interference shielding textiles and clothing
EP2421351A1 (en) Broadband electromagnetic wave absorbent and method for producing same
Baltušnikaitė‐Guzaitienė et al. Textile based shielding materials
Maity et al. 1Department of Textile Technology, Uttar Pradesh Textile Technology Institute, Kanpur, India, 2Department of Textile Design, National Institute of Fashion Technology, Patna, India
JP5066003B2 (ja) 通信用シート構造体
KR20230134985A (ko) 복합 시트 및 이의 제조 방법
JP2023023773A (ja) センサ用電極
Zhang et al. Embroidered textiles for RF electronics and medical sensors
CN102984930A (zh) 电磁保护布

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120110

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee