KR100901350B1

KR100901350B1 - 스티커 부착형 루프안테나 제조방법

Info

Publication number: KR100901350B1
Application number: KR1020080113840A
Authority: KR
Inventors: 이상훈
Original assignee: (주)애니쿼터스
Priority date: 2008-11-17
Filing date: 2008-11-17
Publication date: 2009-06-05

Abstract

본 발명은 휴대폰 및 통신용 기기 본체의 외장케이스의 외부표면 및 내부표면에 13.56MHz의 M-Commerce용 루프 안테나(Loop antenna)가 스티커 구조로 부착되도록 하기 위해, 차폐재 및 COP 유전체패드, LDS 수지패드를 사각 스티커 형상으로 형성하고, 차폐재 및 COP 유전체패드의 일측면에 도전성 잉크를 인쇄하여, 사각 나선형상의 루프 안테나 패턴을 형성하거나 또는, LDS 수지패드에 레이저 가공하여 루프 안테나 패턴을 형성하는 MID 공법을 이용하고, 루프 안테나 패턴 위에 도전성 재료를 도금하여 스티커 부착형 루프 안테나를 형성함으로서,

별도의 루프 안테나용 FPCB를 사용치 않기 때문에, 원가를 절감할 수 있고, 기존 휴대폰 및 통신용 기기 본체의 외장케이스에 호환시켜 적용할 수 있으며, 외부 기구물의 표면에 루프 안테나를 스티커 부착하기 때문에 휴대폰의 남는 공간을 활용할 수 있고, 외부 리더기(Reader)와의 인식거리를 향상시킬 수 있는 스티커 부착형 루프안테나 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

스티커 부착형, 도전성 잉크, 도금, 루프안테나

Description

스티커 부착형 루프안테나 제조방법{THE METHOD OF LOOP ANTENA WITH STICKER}

본 발명은 휴대폰 및 통신용 기기 본체의 외장케이스에 13.56MHz의 M-Commerce용 루프 안테나(Loop antenna)가 스티커 구조로 부착되는 스티커 부착형 루프안테나 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 루프 안테나(Loop Antenna)는 통신용 기기의 본체와 외부의 Reader간의 Data송수신하는 역할을 한다.

종래에는, 별도의 FPCB(Flexible PCB)를 휴대폰 및 통신용 기기 본체와 외장 기구물 사이 또는 배터리 팩 내부에 장착하였으나, 이는 원재료 비용의 증가와 본체 내부 혹은 배터리 팩 내부에 장착하기 위해 별도의 공간 확보가 필요하였다.

또한, 안테나 도체 자체를 외장 케이스에 매립함으로써 인쇄 배선 회로 기

판의 그라운드면으로부터의 안테나 도체의 높이 위치를 높게 하고, 그 안테나 특성을 높이는 종래기술이 있었다.

그러나, 일반적으로 사출 성형에 의해 제조된 플라스틱제 외장 케이스에 안테나 도체를 매립하기 위해서는, 사출 성형용 금형내에 안테나 도체를 유지하는 기구가 필요해지는 등, 그 금형 구조가 복잡화하는 등의 문제가 있었다.

더구나, 안테나 도체의 매립에 의해 외장 케이스의 제조 공정이 복잡화되고, 그 완성 정밀도가 손상되어 외장 케이스의 외관이 손상될 우려가 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 출원인은 특허출원 제10-2008-00107937호에서 외장케이스에 가공된 유니온안테나 제조방법이 제시된 바 있으나, 이는 외장케이스에 가공되는 유니온 안테나의 제조시간이 오래 걸리고, 한번 가공하면 재가공이 어려워 불량이 된 휴대폰 및 통신용 기기 본체의 외장케이스 전체를 버려야 하는 문제점이 발생되었다.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명에서는 별도의 루프 안테나용 FPCB를 사용치 않기 때문에, 원가를 절감할 수 있고, 기존 휴대폰 및 통신용 기기 본체의 외장케이스에 호환시켜 적용할 수 있으며, 외부 기구물의 표면에 루프 안테나를 스티커 부착하기 때문에 휴대폰의 남는 공간을 활용할 수 있고, 외부 리더기(Reader)와의 인식거리를 향상시킬 수 있는 스티커 부착형 루프안테나 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 스티커 부착형 루프안테나 제조방법은,

휴대폰 및 통신용 기기 본체의 외장케이스 외부표면 및 내부표면에 스티커 부착되는 차폐재(10)가 사각 스티커 형상으로 형성되는 단계(S100)와,

차폐재로 이루어진 베이스기판(A)의 상면에 제1 프라이머층(B)이 형성되고, 제1 프라이머층(B) 위에 형성된 도전성잉크 도포층(C)이 도전성 잉크가 인쇄되어 사각 나선형상의 루프 안테나 패턴을 형성하는 단계(S110)와,

그 사각 나선형상의 루프 안테나 패턴 내부 끝단에 제1 단자부가 형성되며, 사각 나선형상의 루프 안테나 패턴 외부 끝단에 제2 단자부가 형성되는 단계(S120)와,

그 도전성 잉크가 인쇄된 루프 안테나 패턴, 제1 단자부, 제2단자부 위에 도 전성 재료가 도금되는 단계(S130)와,

도금이 완료된 차폐재의 외관면에 상부 커버층을 피복하여 스티커 부착형 루프 안테나(1)를 형성하는 단계(S140)로 이루어지짐으로서 달성된다.

또한, 본 발명에 따른 스티커 부착형 루프안테나 제조방법은,

휴대폰 및 통신용 기기 본체의 외장케이스 외부표면 및 내부표면에 스티커 부착되는 COP 유전체패드(20)가 사각 스티커 형상으로 형성되는 단계(S200)와,

COP 유전체패드의 일측면에 도전성 잉크를 인쇄하여, 사각 나선형상의 루프 안테나 패턴을 형성하는 단계(S210)와,

그 사각 나선형상의 루프 안테나 패턴 내부 끝단에 제1 단자부가 형성되며, 사각 나선형상의 루프 안테나 패턴 외부 끝단에 제2 단자부가 형성되는 단계(S220)와,

그 도전성 잉크가 인쇄된 루프 안테나 패턴, 제1 단자부, 제2단자부 위에 도전성 재료가 도금되는 단계(S230)와,

도금이 완료된 차폐재의 외관면에 상부 커버층을 피복하여 스티커 부착형 루프 안테나(1)를 형성하는 단계(S240)로 이루어짐으로서 달성된다.

휴대폰 및 통신용 기기 본체의 외장케이스 외부표면 및 내부표면에 스티커 부착되는 LDS 수지패드(30)가 사각 스티커 형상으로 형성되는 단계(S300)와,

LDS 수지패드의 일측면에 레이저 가공하여, 사각 나선형상의 안테나 패턴을 형성하는 단계(S310)와,

그 사각 나선형상의 루프 안테나 패턴 내부 끝단에 제1 단자부가 형성되며, 사각 나선형상의 루프 안테나 패턴 외부 끝단에 제2 단자부가 형성되는 단계(S320)와,

레이저로 가공된 루프 안테나 패턴, 제1 단자부, 제2단자부 위에 도전성 재료가 도금되는 단계(S330)와,

도금이 완료된 차폐재의 외관면에 상부 커버층을 피복하여 스티커 부착형 루프 안테나(1)를 형성하는 단계(S340)로 이루어짐으로서 달성된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 별도의 루프 안테나용 FPCB를 사용치 않기 때문에, 원가를 절감할 수 있고, 기존의 휴대폰 및 통신용 기기 본체의 외장케이스에 호환시켜 적용할 수 있으며, 외부 기구물의 표면에 스티커 구조의 루프 안테나를 스티커 부착하기 때문에 휴대폰의 남는 공간을 활용할 수 있고, 외부 리더기(Reader)와의 인식거리를 향상시킬 수가 있다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 첨부하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 차폐재 및 COP 유전체패드로 이루어진 스티커 부착형 루프 안테나를 도시한 사시도에 관한 것이고, 도 2는 본 발명에 따른 LDS 수지와 MID 공법으로 형성된 스티커 부착형 루프 안테나를 도시한 사시도에 관한 것이다.

본 발명에 따른 스티커 부착형 루프 안테나(1)는, 예를 들어 휴대전화기와 같은 이동통신단말기의 배터리 외부표면 및 내부표면 등에 스티커 부착되어 이동통신단말기 본체에 설치된 전자칩과 전기적으로 연결된 상태에서, 예를 들어 13.56MHz 주파수의 근거리 무선 통신을 통해 전자칩에 탑재된 소정의 비접촉 기능(예, 선후불식 교통요금의 결제, 신용결제, 전자통장, 로열티관리, 신원확인 등)이 실현되도록 하는 루프 패턴의 루프 안테나이다.

본 발명에 따른 스티커 부착형 루프 안테나(1)는 차폐재 또는 보호테이프로 이루어진 베이스기판(예를 들어 50~300㎛의 두께)(A)의 상면에 제1 프라이머층(B)(1~4㎛의 두께), 도전성잉크 도포층(C)(1~5㎛의 두께), 도금층(D)(15~30㎛의 두께), 상부 커버층(E)(5~10㎛의 두께)으로 이루어진 사각 나선 형상의 안테나부가 설계된 기본 구조로 되어 있다.

그리고, 차폐재 또는 보호테이프로 이루어진 베이스기판(A)의 저면에 제2 프라이머층(F)(1~4㎛의 두께), 바닥 커버층(G)(5~10㎛의 두께), 접착제 도포층(H)(1~5㎛의 두께)이 형성된다.

즉, 제1 프라이머층(B)과 제2 프라이머층(F)은 스티렌계 고무, 폴리올레핀계 고무 또는 이 둘을 배합한 시클로 올레핀 폴리머로 이루어져, 외부충격을 완화시키는 층을 말하며, 도전성잉크 도포층(C)은 도전성 잉크를 통해 루프 안테나 패턴이 형성되는 층을 말하고, 도금층(D)은 도전성 잉크를 통해 형성된 루프 안테나 패턴 위에 도전성 재료로 도금이 형성되는 층을 말하며, 상부 커버층(E)은 도금이 완료된 루프 안테나부 위에 폴리아미드와 같은 커버가 도포되어 형성되는 층을 말한다.

상기 접착제 도포층은 메탄올에 에폭시수지 1 ~ 99wt%와 페놀수지 1 ~ 99wt%를 용해시킨 혼합물 20 ~ 90wt%에 폴리비닐아세테이트 10 ~ 25wt%를 첨가하여 조성된 것이다.

상기 에폭시수지가 1wt% 미만인 경우에는 내약품성이 떨어지고, 99wt%를 초과하게 되는 경우에는 유동성이 떨어지는 문제가 있으므로, 상기 에폭시수지는 1 ~ 99wt%로 사용한다.

상기 페놀수지가 1wt% 미만인 경우에는 내약품성이 떨어지고, 99wt%를 초과하게 되는 경우에는 유동성이 떨어지는 문제가 있으므로, 상기 페놀수지는 1 ~ 99wt%로 사용한다.

그리고, 상기 접착제 도포층의 구체적인 제조 예로는 메탄올 400ml에 에폭시수지 50g, 페놀수지 50g을 첨가하여 혼합한 후, 상기 혼합물 50g에 폴리비닐아세테이트를 가하여 32℃에서 6시간 동안 반응시켜 제조한다.

그리고, 사각 나사형상의 루프 안테나부(11) 내부 끝단에 제1 단자부(12)가 형성되고, 사각 나선형상의 루프 안테나부(11) 외부 끝단에 제2 단자부(13)가 형성된다.

여기서, 제1 단자부(12)와 제2 단자부(13)는 도전성 금속판으로 이루어져, 휴대폰 본체의 RF단자와 루프 안테나식으로 접촉되는 역할을 한다.

또한, 본 발명에 따른 스티커 부착형 루프 안테나(1)는 상기와 같은 차폐재 또는 보호테이프로 이루어진 베이스기판 이외에도, 비유전률이 2.3이고, 유전손실률이 0.0001이며, 밀도가 0.9~1.2이며, 충격강도(J)가 33~40인 COP(Cyclo-olefin polymer)에 폴리올레핀계 고무가 배합된 COP 유전체패드가 베이스기판으로 형성된다.

상기 COP(Cyclo-olefin polymer)와 폴리올레핀계 고무의 조성비율 COP(Cyclo-olefin polymer) 40 ~ 50wt%와 폴리올레핀계 고무 50 ~ 60wt%의 배합으로 이루어진다.

상기 사이클로올레핀 중합체(COP)가 40wt% 미만인 경우에는 유전체패드의 열변형 기능이 떨어질 수 있고, 50wt%를 초과하게 되는 경우에는 패드의 성형성이 떨어지므로, 상기 사이클로올레핀 중합체(COP)는 40 ~ 50wt%의 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.

상기 폴리올레핀계 고무는 50wt% 미만인 경우에는 패드의 성형성이 떨어질 수 있고, 60wt%를 초과하게 되는 경우에는 패드의 열변형 방지 기능이 떨어질 수 있으므로, 상기 폴리올레핀계 고무는 50 ~ 60wt%범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 스티커 부착형 루프 안테나(1)는 COP 유전체패드(예를 들어 50~300㎛의 두께)(A)의 상면에 제1 프라이머층(B)(1~4㎛의 두께), 도전성잉크 도포층(C)(1~5㎛의 두께), 도금층(D)(15~30㎛의 두께), 상부 커버층(E)(5~10㎛의 두께)으로 이루어진 사각 나선 형상의 안테나부가 설계된 기본 구조로 되어 있다.

그리고, COP 유전체패드(A)의 저면에 제2 프라이머층(F)(1~4㎛의 두께), 바닥 커버층(G)(5~10㎛의 두께), 접착제 도포층(H)(1~5㎛의 두께)이 형성된다.

도 1에서 도시한 바와 같이, COP(Cyclo-olefin polymer)로 이루어진 유전체패드 표면에 루프 안테나를 형성하는 경우, COP(Cyclo-olefin polymer)의 유전손실률이 0.0001 전후로 매우 낮게 설정되고, 이것에 의한 루프안테나 방사효율(dB)은 불과 -0.1 dB정도이다. 그리고, 루프 안테나 제조시, 유전체패드 위에 도전성잉크 도포층(C)(1~5㎛의 두께), 도금층(D), 상부 커버층(E)이 형성되어, 그라운드에서 루프안테나 상단까지의 높이(h)가 변동되어도 유전손실률이 0.001 정도이기 때문에, -2.0dB의 루프 안테나 방사효율을 얻을 수가 있다.

그리고, COP(Cyclo-olefin polymer)에 폴리올레핀계 고무가 배합되어 유전체패드가 형성됨으로서, 내충격성, 저유전율 및 저유전 손실율을 얻을 수가 있다.

또한, 본 발명에 따른 스티커 부착형 루프 안테나(1)는 도 2에서 도시한 바와 같이, LDS(Laser Direct Structure) 수지패드로 이루어진 베이스 기판에 레이저를 쏘임으로서 물성변화를 일으켜 도금이 원활하게 이루어지도록 하는 MID(Molded Interconnection Device) 공법에 의해 형성된다.

상기 LDS(Laser Direct Structuring)는 레이저에 민감하게 반응하도록 처리된 폴리머를 소재로 성형가공된 부품의 표면에 레이저를 이용하여 회로를 '새기는(draw)' 것으로서, 본 발명에서는 MID공법을 적용을 위한 폴리머로서 방향성 폴리아미드 70 ~ 90wt%에 유리섬유 5 ~ 15wt%, 운모 5 ~ 15wt%를 첨가한 것을 사용한다.

상기 폴리아미드 수지가 70wt% 미만인 경우에는 레이져에 의한 가공성이 떨어지고, 90wt%를 초과하게 되는 경우에는 물성이 떨어질 수 있으므로, 상기 폴리아미드 수지는 70 ~ 90wt%의 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.

상기 유리섬유는 인장강도, 충격강도, 내피로성, 기계물성의 고온특성, 치수안정성, 열변형온도, 내유성 등의 물성향상을 위해 첨가하는 것으로 5wt% 미만인 경우에는 물성향상을 기대하기 어렵고, 15wt%를 초과하게 되는 경우에는 상대적으로 폴리아미드의 사용량이 줄어들어 레이져 가공성이 떨어지므로 상기 유리섬유는 5 ~ 15wt%의 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.

상기 운모는 쪼개짐이 완전하며, 쪼개진 조각은 탄력이 강하고, 광택 효과가 우수한 특징을 갖는 것으로, 5wt% 미만인 경우에는 레이저 가공시, 쪼개진 조각에 탄력이 약해져, 부스러기가 많이 발생되는 문제점이 있고, 15wt%를 초과하게 되는 경우에는 쪼개짐 현상이 강해져 레이저 가공시, 정확한 안테나 패턴의 폭과 두께 형상의 가공이 어려우므로, 상기 운모는 5 ~ 15wt%의 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.

여기서, MID (Molded Interconnection Device) 공법은 플라스틱 성형품 등의 소정의 부재 상에 도전성 회로를 형성하는 3차원형상의 회로부품으로, 자유적인 3차원성을 살림으로써 기계적 기능을 갖게 하거나, 전기적 기능을 갖게 한다.

본 발명에서는 안테나 캐리어에 도금이 가능한 또 다른 플라스틱 물질을 안테나의 형태로 함께 사출한 뒤 도금을 하거나, 특수 플라스틱 물질에 안테나 형태대로 레이저를 쏘임으로서 물성변화를 일으켜 도금이 원활하게 이루어지도록 하는 MID 공법이 이용된다.

이는 기존 메카니컬 타입의 안테나에서 안테나를 고정시키기 위한 고정 포인트 공간이 불필요한 구조이므로, 안테나의 높이가 불충분한 경우 안테나의 높이를 최대한 확보하여 루프 안테나 방사효율을 높일 수 있는 장점이 있다. 또한 일괄적인 자동화 공정처리로 안테나를 생산할 수 있으므로 대량생산이 가능하고 품질관리가 수월한 장점을 갖는다.

본 발명에 따른 스티커 부착형 루프 안테나(1)는 도 2에서 도시한 바와 같이, LDS(Laser Direct Structure) 수지패드(A)에 MID 공법에 의해 의해서 안테나 패턴을 형성한 후 안테나 패턴(B')이 형성된 LDS 수지패드 위에 도금층(D)(15~30㎛의 두께), 상부 커버층(E)(5~10㎛의 두께)으로 이루어진 사각 나선 형상의 안테나부가 설계된 기본 구조로 형성된다.

그리고, LDS(Laser Direct Structure) 수지패드의 저면에 제2 프라이머층(F)(1~4㎛의 두께), 바닥 커버층(G)(5~10㎛의 두께), 접착제 도포층(H)(1~5㎛의 두께)이 형성된다.

다음으로, 본 발명에 따른 차폐재로 이루어진 베이스 기판에 스티커 부착형 루프 안테나 제조방법에 관해 설명한다.

먼저, 휴대폰 및 통신용 기기 본체의 외장케이스에 스티커 부착되는 차폐재(10)가 사각 스티커 형상으로 형성된다(S100).

여기서, 차폐재(Absorber)(10)를 사용하는 이유는 외부로부터 입사하는 전자파를 차단하여 전자파에 의한 장애를 방지하기 위한 것으로, 니켈, 구리, 은 중 선택되는 어느 1종 이상의 성분이 PET필름 상부로 1㎛의 두께로 진공증착하는 것으로, 그 증착은 진공분위기에서 300℃의 증착온도로 3.5시간 동안 이루어진다.

그리고, 차폐재 저면에 제2 프라이머층(1~4㎛의 두께)(F), 바닥 코팅층(G)(5~10㎛의 두께), 접착제 도포층(H)(1~5㎛의 두께)이 형성된다.

여기서, 접착제 도포층이 형성되는 이유는 차폐재(10)에 형성된 루프 안테나가 휴대폰 및 통신용 기기 본체의 외장케이스에 스티커와 같이 스티커 부착되도록 하기 위함이다.

이어서, 도 3에서 도시한 바와 같이, 차폐재(10)로 이루어진 베이스기판(A)의 상면에 제1 프라이머층(B)이 형성되고, 제1 프라이머층(B) 위에 형성된 도전성잉크 도포층(C)이 도전성 잉크가 인쇄되어 사각 나선형상의 루프 안테나 패턴(11)을 형성한다(S110).

여기서, 도전성 잉크는 수성은나노잉크를 계면활성제에 희석하여 점도 5cp의 도전성 잉크로서, 도전성 금속 도금시 사각나선형상의 안테나 패턴으로 정확하게 도금이 되도록 위치설정을 하기 위한 것이다.

그리고, 본 발명에 따른 도전성 잉크는 수성은나노잉크이외에도, 금속(금, 백금, 필라듐, 구리 및 니켈), 금속산화물(산화루테늄), 무정형 카본분말, 그래파이트, 카본 섬유 등을 주성분으로 한다.

상기 도전성 잉크의 인쇄는 도전성 잉크펜(40)을 통해 도전성잉크 도포층(1~5㎛의 두께, 250~400㎛의 선폭)을 형성한다.

이어서, 사각 나선형상의 루프 안테나 패턴 내부 끝단에 제1 단자부(12)가 형성되며, 사각 나선형상의 루프 안테나 패턴 외부 끝단에 제2 단자부(13)가 형성된다(S120).

상기 제1 단자부(12)와 제2 단자부(13)는 도전성 금속판으로 이루어져, 휴대폰 본체의 RF단자와 루프 안테나식으로 접촉되는 역할을 한다.

이어서, 도전성 잉크가 인쇄된 루프 안테나 패턴(11), 제1 단자부(12), 제2단자부(13) 위에 도전성 재료가 도금된다(S130).

여기서, 도전성 재료는 구리, 은, 금, 니켈, 코발트, 납-주석 합금 중 선택되는 어느 1종으로 한다.

상기 도전성 재료 중 구체적인 예로서 구리도금을 하며, 그 구리 도금을 위한 도금용액으로는 황산구리(CuSO₄·5H₂O) 20 ~ 30wt%, 황산(H₂SO₄) 60 ~ 75wt%, 염 화구리(CuCl₂·2H₂O) 0.01 ~ 0.05wt%의 혼합용액 95 ~ 99.9wt%에 PEG(폴리에틸렌글리콜) 0.1 ~ 5wt%를 첨가한 것을 항온조에서 25℃를 유지시켜 사용한다. 보다 구체적으로는 황산구리 25wt%, 황산 74.95wt%, 염화구리 0.05wt%의 혼합용액 99wt%에 PEG 1wt%를 첨가한 것을 사용한다.

그리고, 본 발명에서는 도 4에서 도시한 바와 같이, 도전성 재료가 안테나 패턴 위에 도금이 되도록, 도금펜(50)과, 도금가열기(60)가 사용된다.

도금펜(50)은 도금을 위한 도금용액이 충진되어, 안테나 패턴을 따라 도금을 하는 역할을 한다.

도금가열기(60)는 항온조 또는 가열장치로 이루어져, 도금펜을 통해 도금된 안테나 패턴을 가열하여 건조시키는 역할을 한다.

상기 도금용액을 이용한 구리 도금은 도금펜 이외에도 애노드와 캐소드 전극에서 일어나는 다음의 반응에 의해 이루어진다.

Cathodic reaction: Cu² ⁺ + 2e^- -----→ Cu

Anodic reaction: Cu -----→ Cu²⁺ + 2e^-(soluble electrode)

2H₂O -----→ O₂ + 4H⁺4e^-(insoluble electrode)

소모성 전극(soluble electrode)을 통해 Cathode에서 도금되어 소모되는 구리이온의 양만큼 Anode에서 공급되므로 도금용액의 구리이온의 농도는 일정하게 유 지된다.

전류는 한계전류 밀도의 50%가 되는 전류밀도인 7mA/㎠의 전류밀도를 인가하여 정지상태의 용액에서 도금을 수행하는 것으로 도금 두께는 8㎛를 유지한다.

그리고, 도금 후에는 DI water(DeIonize water : 이온이 없는 순수한 물)로 세척한 후에 질소가스를 이용하여 건조과정을 거친다.

이와 같은 과정을 거쳐 형성된 도금층의 두께(t)는 15~30㎛이다.

이어서, 도금이 완료된 차폐재의 외관면에 커버층을 피복한다(S140).

여기서, 커버층(14)은 폴리이미드와 같은 소재로 이루어져, 5~10㎛의 두께로 피복(적층)하여 안테나부를 보호하는 공정이다.

상기와 같은 과정을 통해, 도 6에 도시한 바와 같이, 차폐재로 이루어진 베이스 기판에 도전성 잉크로 인쇄하고, 도전성 재료로 도금하여, 스티커 부착형 루프 안테나를 제조할 수가 있다.

다음으로, 본 발명에 따른 COP(Cyclo-olefin polymer) 유전체패드로 이루어진 베이스기판 표면에 루프 안테나를 제조하는 방법에 관해 설명한다.

먼저, 휴대폰 및 통신용 기기 본체의 배터리케이스 내부에 스티커 부착되는 COP 유전체패드가 사각 스티커 형상으로 형성된다(S200).

여기서, COP 유전체패드를 사용하는 이유는 스티커 부착형 루프 안테나가 내충격성, 저유전율 및 저유전 손실율, 높은 안테나 방사효율의 특징을 갖도록 하기 위함이다.

본 발명에 따른 COP 유전체패드는 비유전률이 2.3이고, 유전손실률이 0.0001이며, 밀도가 0.9~1.2이며, 충격강도(J)가 33~40인 COP(Cyclo-olefin polymer)에 폴리올레핀계 고무가 배합되어 형성된다.

그리고, COP 유전체패드 저면에 제2 프라이머층(1~4㎛의 두께)(F), 바닥 코팅층(G)(5~10㎛의 두께), 접착제 도포층(H)(1~5㎛의 두께)이 형성된다.

여기서, 접착제 도포층이 형성되는 이유는 COP 유전체패드에 형성된 루프 안테나가 휴대폰 및 통신용 기기 본체의 외장케이스 외부표면 및 내부표면에 스티커와 같이 스티커 부착되도록 하기 위함이다.

이어서, COP 유전체패드의 일측면에 도전성 잉크를 인쇄하여, 사각 나선형상의 루프 안테나 패턴(11)을 형성한다(S210).

이어서, 사각 나선형상의 루프 안테나 패턴 내부 끝단에 제1 단자부(12)가 형성되며, 사각 나선형상의 루프 안테나 패턴 외부 끝단에 제2 단자부(13)가 형성된다(S220).

이어서, 도전성 잉크가 인쇄된 루프 안테나 패턴(11), 제1 단자부(12), 제2단자부(13) 위에 도전성 재료가 도금펜(50)과 도금가열기(60)를 통해 도금된다(S230).

이어서, 도금이 완료된 차폐재의 외관면에 커버층을 피복한다(S240).

상기와 같은 과정을 통해, 도 6에서 도시한 바와 같이, COP 차폐재로 이루어진 베이스 기판에 도전성 잉크로 인쇄하고, 도전성 재료로 도금하여, 스티커 부착형 루프 안테나를 제조할 수가 있다.

다음으로, 본 발명에 따른 LDS 수지패드로 이루어진 베이스기판 표면에 루프 안테나를 제조하는 방법에 관해 설명한다.

먼저, 휴대폰 및 통신용 기기 본체의 배터리케이스 내부에 스티커 부착되는 LDS 수지패드가 사각 스티커 형상으로 형성된다(S300).

여기서, LDS 수지패드는 MID 공법을 통해 레이저 가공을 하기 위해 형성된다.

그리고, LDS 수지패드 저면에 프라이머층(1~4㎛의 두께)(E), 바닥 코팅층(F)(5~10㎛의 두께), 접착제 도포층(G)(1~5㎛의 두께)이 형성된다. 그리고, 도 5의 도면부호 70은 레이저 빔을 나타낸 것이다.

여기서, 접착제 도포층이 형성되는 이유는 LDS 수지패드에 형성된 루프 안테나가 휴대폰 및 통신용 기기 본체의 외장케이스 외부표면 및 내부표면에 스티커와 같이 스티커 부착되도록 하기 위함이다.

이어서, 도 5에서 도시한 바와 같이, LDS 수지패드의 일측면에 레이저 가공하여, 사각 나선형상의 안테나 패턴을 형성한다(S310).

이때, 레이저 가공으로 형성된 안테나 패턴의 두께(t)는 0.01mm~0.3mm이고, 폭(w)은 0.3mm~1.2mm이다.

이어서, 사각 나선형상의 루프 안테나 패턴 내부 끝단에 제1 단자부(12)가 형성되며, 사각 나선형상의 루프 안테나 패턴 외부 끝단에 제2 단자부(13)가 형성된다(S320).

이어서, 레이저 가공된 루프 안테나 패턴(11), 제1 단자부(12), 제2단자부(13) 위에 도전성 재료가 도금된다(S330).

상기 도전성 재료 중 구체적인 예로서 구리도금을 하며, 그 구리 도금을 위한 도금용액으로는 황산구리(CuSO₄·5H₂O) 20 ~ 30wt%, 황산(H₂SO₄) 60 ~ 75wt%, 염화구리(CuCl₂·2H₂O) 0.01 ~ 0.05wt%의 혼합용액 95 ~ 99.9wt%에 PEG(폴리에틸렌글리콜) 0.1 ~ 5wt%를 첨가한 것을 항온조에서 25℃를 유지시켜 사용한다. 보다 구체적으로는 황산구리 25wt%, 황산 74.95wt%, 염화구리 0.05wt%의 혼합용액 99wt%에 PEG 1wt%를 첨가한 것을 사용한다.

그리고, 본 발명에서는 도전성 재료가 안테나 패턴 위에 도금이 되도록, 도금펜(50)과, 도금가열기(60)가 사용된다.

이어서, 도금이 완료된 차폐재의 외관면에 커버층을 피복한다(S340).

상기와 같은 과정을 통해, 도 6에서 도시한 바와 같이, LDS 수지패드로 이루어진 베이스 기판에 레이저 가공하여 안테나 패턴을 형성한 후, 도금하는 MID 공법을 통해 스티커 부착형 루프 안테나를 제조할 수가 있다.

도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 스티커 부착형 루프안테나를 휴대폰(100)의 배터리 외장 케이스(110)의 외부 표면에 부착하거나, 또는, 도 8에서 도시한 바와 같이, 휴대폰 배터리 외장 케이스(110)의 내부 표면에 부착할 수가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 차폐재 및 COP 유전체패드로 이루어진 스티커 부착형 루프 안테나를 도시한 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 LDS 수지와 MID 공법으로 형성된 스티커 부착형 루프 안테나를 도시한 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 차폐재 및 COP 유전체패드의 일측면에 도전성 잉크를 인쇄하여, 사각 나선형상의 루프 안테나 패턴을 형성하는 과정을 도시한 일실시예도,

도 4는 본 발명에 따른 도금펜(50)과, 도금가열기(60)를 사용하여 도전성 재료가 안테나 패턴 위에 도금이 되는 과정을 도시한 일실예도,

도 5는 본 발명에 따른 LDS 수지패드 상에 레이저 가공을 통해 안테나 패턴을 형성하는 MID 공법 과정을 도시한 일실시예도,

도 6은 본 발명에 따른 차폐재, COP 유전체패드, LDS 수지패드를 베이스 기판으로 해서 완성된 스티커 부착형 루프안테나를 도시한 사시도,

도 7은 본 발명에 따른 스티커 부착형 루프안테나가 휴대폰 배터리 외장 케이스의 외부 표면에 부착되는 것을 도시한 일실시예도,

도 8은 본 발명에 따른 스티커 부착형 루프안테나가 휴대폰 배터리 외장 케이스의 내부 표면에 부착되는 것을 도시한 일실시예도,

도 9는 본 발명에 따른 COP 유전체패드로 이루어진 스티커 부착형 루프안테나의 루프 안테나 방사효율을 도시한 그래프,

도 10은 본 발명에 따른 차폐재로 이루어진 스티커 부착형 루프안테나의 제조방법을 도시한 순서도,

도 11은 본 발명에 따른 COP 유전체패드로 이루어진 스티커 부착형 루프안테나의 제조방법을 도시한 순서도,

도 12는 본 발명에 따른 LDS 수지패드로 이루어진 스티커 부착형 루프안테나의 제조방법을 도시한 순서도.

※ 도면부호의 간단한 설명 ※

10 : 차폐재 11 : 안테나 패턴

20 : COP 유전체패드 30 : LDS 수지패드

40 : 도전성잉크펜 50 : 도금펜

Claims

휴대폰 및 통신용 기기 본체의 외장케이스 외부표면 및 내부표면에 스티커 부착되는 차폐재(10)가 사각 스티커 형상으로 형성되는 단계(S100)와,

차폐재로 이루어진 베이스기판(A)의 상면에 제1 프라이머층(B)이 형성되고, 제1 프라이머층(B) 위에 형성된 도전성잉크 도포층(C)이 도전성 잉크가 인쇄되어 사각 나선형상의 루프 안테나 패턴을 형성하는 단계(S110)와,

그 사각 나선형상의 루프 안테나 패턴 내부 끝단에 제1 단자부가 형성되며, 사각 나선형상의 루프 안테나 패턴 외부 끝단에 제2 단자부가 형성되는 단계(S120)와,

그 도전성 잉크가 인쇄된 루프 안테나 패턴, 제1 단자부 및 제2단자부 위에 도전성 재료가 도금되는 단계(S130)와,

도금이 완료된 차폐재의 외관면에 상부 커버층을 피복하여 스티커 부착형 루프 안테나(1)를 형성하는 단계(S140)로 이루어지는 것에 있어서,

상기 스티커 부착형 루프 안테나(1)는

차폐재(10)로 이루어진 베이스기판(A)의 상면에 1~4㎛의 두께를 갖는 제1 프라이머층(B)이 형성되고, 그 제1 프라이머층(B) 위에 1~5㎛의 두께를 갖는 도전성잉크 도포층(C)이 형성되며, 그 도전성잉크 도포층(C) 위에 15~30㎛의 두께를 갖는 도금층(D)이 형성되고, 그 도금층(D) 위에 5~10㎛의 두께를 갖는 상부 커버층(E)이 형성되며;

차폐재(10)로 이루어진 베이스기판(A)의 저면에 1~4㎛의 두께를 갖는 제2 프라이머층(F)이 형성되고, 그 제2 프라이머층(F) 아래에 5~10㎛의 두께를 갖는 바닥 커버층(G)이 형성되며, 그 바닥 커버층(G) 아래에 1~5㎛의 두께를 갖는 접착제 도포층(H)이 형성되는 것을 특징으로 하는 스티커 부착형 루프안테나 제조방법.
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제1항에 있어서, 차폐재는 니켈, 구리, 은 중 선택되는 어느 1종 이상의 성분이 PET필름 상부로 1㎛의 두께로 진공증착되고, 상기 진공증착은 진공분위기에서 300℃의 증착온도로 3.5시간 동안 이루어지는 것을 특징으로 하는 스티커 부착형 루프안테나 제조방법.
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