KR101028414B1

KR101028414B1 - 휴대폰 안테나 패턴 인쇄용 잉크

Info

Publication number: KR101028414B1
Application number: KR1020100130923A
Authority: KR
Inventors: 이경숙; 박세용; 임철안
Original assignee: 주식회사 연안테크놀로지
Priority date: 2010-12-20
Filing date: 2010-12-20
Publication date: 2011-04-13

Abstract

본 발명에 따른 휴대폰 안테나 패턴 인쇄용 잉크는, 합성수지 부품에 안테나 패턴을 인쇄하기 위한 잉크로서, 은(Ag), 니켈(Ni), 동(Cu), 금(Au) 중 적어도 어느 하나가 70wt% 내지 75wt% 포함되고, 액상의 아크릴로니트릴(Acrylonitrile) 5wt% 내지 10wt%, 액상의 엘라스토머(elastomer) 5wt% 내지 10wt%, 액상의 산토프렌(santoprene) 5wt% 내지 10 wt%가 포함되고, 상기 아크릴로니트릴, 상기 엘라스토머, 상기 산토프렌의 반응을 촉진하는 촉매제로서 아크릴 수지(acrylic resin), 불소 수지(fluoro-resin) 및 브틸셀로솔브(buthyl cellosolve)의 혼합물이 첨가됨으로써 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

휴대폰 안테나 패턴 인쇄용 잉크{Ink for printing antenna pattern on mobile phone}

본 발명은 합성수지 부품에 안테나 패턴을 인쇄하기 위한 전도성 잉크에 관한 것이다.

일반적으로 각종 전기, 전자기기의 경량화와 소형화 설계를 위하여 수지소재(플라스틱)가 널리 이용되고 있는바, 일례로 휴대폰의 내장형 안테나인 인테나의 경우에도 내충격성과 내후성이 양호한 PC(폴리카보네이트) 소재로 성형된 몸체의 일면에 무선 송수신을 위한 패턴(루프)을 형성한 구조를 지닌다.

종래의 경우 소정의 패턴으로 성형된 금속편을 수지 몸체에 열융착하는 방식이 보편적이었으나 패턴의 불균일한 밀착력에 의하여 금속편과 수지 몸체가 일부 분리되는 등의 불량 소지가 많았고, 또 무선송신이나 전자파 차폐 등의 중요한 물성이 장기간 유지되지 못하는 결점이 있었다. 이러한 이유에서 부도체 상에 도전성 패턴을 형성하는 방식에 있어서 물성변화가 적은 무전해 도금(electroless plating)이 선호된다. 무전해 도금은 금속 이온이 있는 용액 중의 환원제에 의해서 물건 위에 금속이 환원 석출되는 방식이며, 이온화 경향에 의한 치환도금(immersion plating)과는 구별하고 있다.

일례로, 한국공개특허 번호 제10-2005-0122000호에 의하면 “폴리카보네이트 성분이 함유된 수지의 무전해 도금을 위한 전처리방법”이 개시되는데, 이는 표면을 부풀린 후 그 부풀린 표면을 제거하여 에칭(etching)하는 방법을 제안하고 있으나 공정이 제법 복잡하고 안정적 물성을 확보하기에 다소 미흡한 점이 있다.

또한, 한국등록특허 번호 제10-0552529호의 “무선휴대단말기에 사용되는 안테나 제조방법”에 의하면 『무선휴대단말기에 사용되는 안테나에 있어서 무선휴대단말기의 내부에 내장되는 폴리카보네이트 및 폴리카보네이트가 함유된 합성수지로 제조되는 내장 안테나 블록과 상기 안테나 블록의 외면에 도금되는 안테나 루프로 구성되어 단말기의 부피를 줄이고, 내구성이 강한 안테나 제조방법』이 개시된다. 그 세부적 구성의 요지에 있어서, 안테나 블록을 에칭(etching)하고 이를 중화처리한 후, 예비 침적하여 극성을 부여하고, 극성이 부여된 내장 안테나 블록의 표면을 활성 처리하여 전처리하고, 전 처리된 내장 안테나 블록의 표면에 무전해 동 도금층을 형성하는 과정을 거친다.

또 한국등록특허 번호 제10-0387663호의 “엔지니어링 플라스틱 상에의 도금방법”에 의하면, 『엔지니어링 플라스틱의 표면에 ABS수지 및/또는 UV경화형 도료를 분무 도포하여 프라이머 층을 형성시키고, 무전해 도금 또는 진공증착, 스퍼터링, 이온 플레이팅 등의 건식 도금을 행함에 따라, 프라이머를 기판에 도포 후 무전해 도금하여 지금까지 무전해 도금 및 전기 도금이 어려운 엔지니어링 플라스틱의 도금특성을 향상하는 방법』이 개시되어 있다.

그런데, 플라스틱 표면에 잉크로 패턴을 인쇄하고 그 패턴 위에 도금을 수행함으로써 안테나 패턴을 형성하는 종래의 방법은 공정이 복잡하고 도금공정이 필수적으로 포함되므로 도금공정에서 발생 되는 수율의 저하로 인하여 생산성이 나쁜 문제점이 있다. 또한, 도금 공정은 환경적으로 유해한 경우가 대부분이므로 환경오염 및 공정에 투입되는 작업자의 건강을 위협하는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 도금공정을 포함하지 않고 휴대폰용 안테나 패턴을 제조할 할 수 있도록 함으로써 휴대폰의 생산성을 비약적으로 향상시키고 환경오염을 감소시키고자 하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시 예에 따른 휴대폰 안테나 패턴 인쇄용 잉크는, 합성수지 부품에 안테나 패턴을 인쇄하기 위한 잉크로서, 은(Ag), 니켈(Ni), 동(Cu), 금(Au) 중 적어도 어느 하나가 70wt% 내지 75wt% 포함되고, 액상의 아크릴로니트릴(Acrylonitrile) 5wt% 내지 10wt%, 액상의 엘라스토머(elastomer) 5wt% 내지 10wt%, 액상의 산토프렌(santoprene) 5wt% 내지 10 wt%가 포함되고,

상기 아크릴로니트릴, 상기 엘라스토머, 상기 산토프렌의 반응을 촉진하는 촉매제로서 아크릴 수지(acrylic resin), 불소 수지(fluoro-resin) 및 브틸셀로솔브(buthyl cellosolve)의 혼합물이 첨가됨으로써 형성된 점에 특징이 있다.

상기 전도성 페이스트와 상기 촉매제가 혼합된 잉크의 점도는 200mPa·s 내지 300mPa·s인 것이 바람직하다.

상기 전도성 페이스트와 상기 촉매제의 혼합시 혼합된 잉크의 온도는 30℃ 내지 50℃로 유지되는 것이 바람직하다.

상기 전도성 페이스트와 상기 촉매제의 혼합수단은 교반에 의하며 그 교반시간은 10시간 내지 15시간인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 전도성 잉크는 도금공정을 포함하지 않고 휴대폰용 안테나 패턴을 제조할 할 수 있으므로 휴대폰의 생산성을 비약적으로 향상시키고 환경오염을 감소시키는 효과를 제공한다. 또한, 본 발명에 따른 잉크에 의해 안테나 패턴이 인쇄된 휴대폰용 합성수지 부품의 안테나는 종래에 비하여 전기저항, 주파수 특성 등의 전기적 성질이 우수하고, 내구성과 신뢰성이 현저하게 향상된 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 잉크의 성분표이다.
도 2는 도 1의 잉크에 의해 안테나 패턴이 인쇄된 휴대폰용 부품의 개략적인 도면이다.
도 3은 도 1의 잉크를 이용하여 안테나 패턴이 인쇄된 휴대폰용 부품을 제조하는 공정 중 이오나이징 처리 단계의 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 1에 따른 잉크에 의해 인쇄된 휴대폰용 합성수지 부품의 안테나 패턴의 밀착력 시험결과를 보여주는 사진이다.
도 5는 종래 도금방식에 의해 제조된 휴대폰용 합성수지 부품에서 안테나 패턴의 밀착력 시험결과를 보여주는 사진이다.
도 6은 도 1에 따른 잉크에 의해 안테나 패턴이 인쇄된 휴대폰용 합성수지 부품의 신뢰성 시험결과를 설명하기 위한 표이다.
도 7 및 도 8은 도 1에 따른 잉크에 의해 안테나 패턴이 인쇄된 휴대폰용 합성수지 부품의 안테나 주파수 특성을 설명하기 위한 그래프이다.
도 9는 도 1에 따른 잉크에 의해 안테나 패턴이 인쇄된 휴대폰용 합성수지 부품의 안테나 저항특성을 설명하기 위한 그래프이다.
도 10은 도 1에 따른 잉크에 의해 안테나 패턴이 인쇄된 휴대폰용 합성수지 부품의 내구성을 설명하기 위한 그래프이다.
도 11은 도 1에 도시된 잉크를 이용하여 안테나 패턴이 인쇄된 휴대폰용 합성수지 부품을 제조하는 공정을 예시한 것이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 일 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 잉크의 성분표이다. 도 2는 도 1의 잉크에 의해 안테나 패턴이 인쇄된 휴대폰용 부품의 개략적인 도면이다. 도 3은 도 1의 잉크를 이용하여 안테나 패턴이 인쇄된 휴대폰용 부품을 제조하는 공정 중 이오나이징 처리 단계의 원리를 설명하기 위한 도면이다. 도 4는 도 1에 따른 잉크에 의해 인쇄된 휴대폰용 합성수지 부품의 안테나 패턴의 밀착력 시험결과를 보여주는 사진이다. 도 5는 종래 도금방식에 의해 제조된 휴대폰용 합성수지 부품에서 안테나 패턴의 밀착력 시험결과를 보여주는 사진이다. 도 6은 도 1에 따른 잉크에 의해 안테나 패턴이 인쇄된 휴대폰용 합성수지 부품의 신뢰성 시험결과를 설명하기 위한 표이다. 도 7 및 도 8은 도 1에 따른 잉크에 의해 안테나 패턴이 인쇄된 휴대폰용 합성수지 부품의 안테나 주파수 특성을 설명하기 위한 그래프이다. 도 9는 도 1에 따른 잉크에 의해 안테나 패턴이 인쇄된 휴대폰용 합성수지 부품의 안테나 저항특성을 설명하기 위한 그래프이다. 도 10은 도 1에 따른 잉크에 의해 안테나 패턴이 인쇄된 휴대폰용 합성수지 부품의 내구성을 설명하기 위한 그래프이다.

도 1 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 휴대폰 안테나 패턴 인쇄용 잉크는 전도성 잉크이다. 상기 전도성 잉크는, 예컨대, 은(Ag), 니켈(Ni), 동(Cu), 금(Au) 중 적어도 어느 한 원소가 분말 형태로 첨가되고, 액상의 아크릴로니트릴(Acrylonitrile), 액상의 엘라스토머(elastomer), 액상의 산토프렌(santoprene)이 포함되고, 상기 아크릴로니트릴, 상기 엘라스토머, 상기 산토프렌의 반응을 촉진하는 촉매제로서 아크릴 수지(acrylic resin), 불소 수지(fluoro-resin) 및 브틸셀로솔브(buthyl cellosolve)의 혼합물이 첨가됨으로써 형성된 것이다. 더 구체적으로, 상기 전도성 잉크는 폴리카보네이트 등과 같은 합성수지로 된 휴대폰용 하우징(housing)이나 커버(cover) 또는 프레임(frame)의 표면에 안테나 패턴을 형성하기 위한 것이다. 상기 전도성 잉크는 종래의 잉크와는 달리 전도성 금속입자를 함유하고 있다. 즉, 상기 전도성 잉크는 은(Ag), 니켈(Ni), 동(Cu), 금(Au) 중 적어도 어느 하나가 70wt% 내지 75wt% 포함되고, 액상의 아크릴로니트릴(Acrylonitrile) 5wt% 내지 10wt%, 액상의 엘라스토머(elastomer) 5wt% 내지 10wt%, 액상의 산토프렌(santoprene) 5wt% 내지 10wt%가 포함된 전도성 페이스트(conductible paste)에 촉매제로서 아크릴 수지(acrylic resin), 불소 수지(fluoro-resin) 및 브틸셀로솔브(buthyl cellosolve)의 혼합물이 첨가됨으로써 형성된다.

상기 은(Ag), 니켈(Ni), 동(Cu), 금(Au)은 안테나 패턴 형성시 안테나의 기능을 발현하는 역할을 한다. 즉, 상기 은(Ag), 니켈(Ni), 동(Cu), 금(Au)은 모두 전도성 금속으로서 전기적 전도성이 양호한 금속들이다. 본 발명에 따른 잉크 상기 은(Ag), 니켈(Ni) , 동(Cu), 금(Au) 중 어느 하나를 택하여 제조할 수 있다. 상기 은(Ag), 니켈(Ni), 동(Cu), 금(Au) 중 어느 하나의 성분이 70wt% 내지 75wt% 포함되는 것이 바람직하다. 금속 성분이 70wt% 미만으로 포함된 경우에는 인쇄된 안테나 패턴의 전기적인 특성이 나빠져 안테나 특성이 떨어질 수 있다. 또한, 금속 성분이 75wt%를 초과하는 경우에는 안테나 패턴 형성시 잉크가 합성수지 부품에 잘 부착되지 않는 문제점이 있다.

상기 전도성 잉크는 액상의 아크릴로니트릴(Acrylonitrile) 5wt% 내지 10wt%, 액상의 엘라스토머(elastomer) 5wt% 내지 10wt%, 액상의 산토프렌(santoprene) 5wt% 내지 10wt%가 포함되어 있다. 상기 액상의 아크릴로니트릴(Acrylonitrile), 액상의 엘라스토머(elastomer), 액상의 산토프렌(santoprene)은 합성수지 부품과 잉크의 부착력을 높여주는 성분이다. 한편, 상기 촉매제로서 첨가되는 아크릴 수지(acrylic resin), 불소 수지(fluoro-resin) 및 브틸셀로솔브(buthyl cellosolve)의 혼합물은 잉크의 점도를 조절함과 동시에, 안테나 패턴을 합성수지 부품에 인쇄한 후에 100℃ 이하로 건조할 경우에, 아크닐로니트릴, 엘라스토머, 산토프렌 수지들이 촉매제와 반응하여 수축을 함으로써 잉크에 포함되어 있는 은(Ag)과 같은 금속 입자들이 응축한다. 상기 아크릴로 니트릴(Acrylonitrile)이 5wt% 미만으로 포함된 경우에는 상기 전도성 잉크에 포함된 은 분말이 서로 떨어지는 현상이 발생함으로써 안테나 패턴의 전도성을 떨어뜨리는 문제가 있다. 한편, 상기 아크릴로 니트릴(Acrylonitrile)이 10wt% 초과 포함된 경우에도 상기 휴대폰 안테나 패턴 인쇄용 잉크가 합성수지 부품에 부착되는 부착력이 약해져서 휴대폰의 내구성이 약해지는 문제점이 발생할 수 있다. 이와 같은 문제점은 액상의 엘라스토머(elastomer), 액상의 산토프렌(santoprene)의 경우에도 동일하게 적용된다. 따라서, 상기 액상의 아크릴로니트릴(Acrylonitrile)과, 액상의 엘라스토머(elastomer), 액상의 산토프렌(santoprene)은 각각 위에서 한정한 범위에서 혼합되는 것이 바람직하다. 종래의 전도성 잉크는 200℃ 이상의 고온에서 건조를 해도 높은 저항값을 가짐으로써 안테나의 전기적인 특성을 만족하지 못하는 문제점이 있었다. 또한, 종래의 전도성 잉크는 400℃ 이상의 고온에서 잉크에 포함되어 있는 은과 같은 금속 성분 이외의 물질들을 태우고 은을 서로 응축시켜야 했다. 또한, 종래의 전도성 잉크는 인쇄 방법으로써 평면 실크 인쇄와 같은 방법을 사용하여야 하는 제한이 있었다. 본 발명에 따른 잉크는 이러한 문제점들을 해소하였다. 즉, 본 발명에 따른 잉크는 패드 인쇄방식의 도입이 가능하고, 안테나 패턴의 두께를 종래에 비하여 현저하게 두껍게 할 수 있으므로 전기 저항값을 낮출 수 있다.

상기 은(Ag), 니켈(Ni), 동(Cu), 금(Au) 중 어느 한 성분과 상기 액상의 아크릴로니트릴(Acrylonitrile)과, 액상의 엘라스토머(elastomer), 액상의 산토프렌(santoprene)이 위에서 한정한 범위에서 혼합함으로써 전도성 페이스트(conductible paste)를 형성할 수 있다. 그런데, 상기 전도성 페이스트는 점도가 높아서 합성수지 부품에 안테나 패턴을 형성할 수 있도록 유동성을 증가시킬 필요가 있다. 이와 같은 목적을 달성하기 위하여 촉매제로서 아크릴 수지(acrylic resin), 불소 수지(fluoro-resin) 및 브틸셀로솔브(buthyl cellosolve)의 혼합물이 첨가된다. 상기 촉매제를 상기 전도성 페이스트와 혼합함으로써 합성수지 부품에 안테나 패턴을 인쇄하기에 적절한 점도를 가진 잉크를 생성할 수 있다. 상기 전도성 페이스트와 상기 촉매제가 혼합된 잉크의 점도는 200mPa·s·s 내지 300mPa·s인 것이 바람직하다. 상기 전도성 잉크의 점도가 200mPa·s 미만인 경우에는 안테나 패턴의 두께가 너무 얇게 인쇄되는 문제점이 있다. 상기 전도성 잉크의 점도가 300mPa·s를 초과하는 경우에는 안테나 패턴의 두께가 너무 두껍게 인쇄되는 문제점이 있다. 일반적으로 점도의 단위로 사용되는 mPa·s는 "밀리 파스칼 초"라고 읽으며, 1mPa·s는 1cps(centi poise)와 같다.

상기 전도성 페이스트와 상기 촉매제의 혼합시 혼합된 잉크의 온도는 30℃ 내지 50℃로 유지되는 것이 바람직하다. 상기 전도성 잉크의 온도가 30℃ 미만인 경우에는 상기 전도성 페이스트와 상기 촉매제의 혼합시 교반이 어려운 문제점이 있다. 또한, 상기 전도성 잉크의 온도가 50℃를 초과하는 경우에는 상기 전도성 페이스트와 상기 촉매제의 혼합시 교반시 상기 촉매제가 휘발함으로써 점도를 맞추기가 어려운 문제점이 있다.

상기 전도성 페이스트와 상기 촉매제의 혼합수단은 교반에 의하며 그 교반시간은 10시간 내지 15시간인 것이 바람직하다. 상기 교반 시간이 10시간 미만인 경우에는 혼합된 잉크의 점도가 불균일하게 되는 문제점이 있다. 상기 교반시간이 15시간을 초과하는 경우에는 혼합된 잉크의 점도가 일정한 점도에 포화됨으로써 교반의 효율성이 떨어질 수 있다.

이와 같은 성분을 포함하는 전도성 잉크를 이용하여 안테나 패턴이 인쇄된 휴대폰용 합성수지 부품을 제조하였다. 도 11은 도 1에 도시된 잉크를 이용하여 안테나 패턴이 인쇄된 휴대폰용 합성수지 부품을 제조하는 공정을 예시한 것이다. 상기 안테나 패턴이 인쇄된 휴대폰용 합성수지 부품을 제조하는 방법(이하, "제조방법"이라 함)은, 도 11에 도시된 바와 같이, 이오나이징 처리 단계(S1)와, 패드 전이 단계(S2)와, 가열 단계(S3), 패턴 인쇄 단계(S4)와, 건조 단계(S5)를 포함할 수 있다.

상기 이오나이징 처리 단계(S1)에서는 안테나 패턴을 인쇄하고자 하는 휴대폰용 합성수지 부품의 표면에 존재하는 정전기를 제거한다. 상기 이오나이징 처리 단계(S1)에서는 도 3에 도시된 바와 같이 휴대폰용 합성수지 부품의 표면에 압축공기에 의해 대량의 양이온과 음이온을 방출한다. 상기 이오나이징 처리 단계(S1)를 거침으로써 상기 합성수지 부품의 표면에 있는 정전기막을 중화하며 그 부품의 표면에 이온막을 형성한다.

도 3을 참조하면, 상기 이오나이징 처리 단계(S1)의 작용원리는 불안정한 대전체상의 마이너스 정전기에 양이온과 음이온을 대량으로 분사함으로써 부족한 플러스 이온만 대전체에 결합되어 중화되고 나머지 이온들은 반발 하거나 이온막을 형성한 후 부족 이온 발생시 중화시키는 역할을 한다. 한편, 플러스 정전기 상태에서는 마이너스 이온만 대전체에 결합되어 중화되고 나머지 이온들은 반발하거나 이온막을 형성한 후 부족 이온 발생시 중화시키는 역할을 한다.

상기 패드 전이 단계(S2)에서는 상기 전도성 잉크를 인쇄하고자 하는 안테나 패턴 형태로 인쇄용 패드에 부착한다. 상기 인쇄용 패드는 탄성 복원력이 우수한 고무 또는 합성수지로 이루어져 있다. 예컨대, 상기 인쇄용 패드는 천연고무로 가공된 실리콘(elastosil)과 같은 소재가 채용될 수 있다. 상기 인쇄용 패드는 안테나 패턴 형태의 금형에 수용된 잉크를 도장 인주를 묻히는 것과 같이 가압 접촉함으로써 안테나 패턴을 그 인쇄용 패드로 전이한다.

상기 가열 단계(S3)에서는 상기 패드 전이 단계(S2)를 거친 인쇄용 패드에 열풍을 가하여 그 인쇄용 패드를 가열한다. 상기 가열 단계(S3)는 상기 인쇄용 패드에 전이된 잉크 패턴이 후술하는 패턴 인쇄 단계(S4)에서 휴대폰용 합성수지 부품(10) 표면에 잘 부착되도록 하기 위해 수행하는 것으로 매우 중요한 공정이다. 상기 가열 단계(S3)에서 상기 인쇄용 패드는 열풍이 가해짐으로써 가열된다.

상기 패턴 인쇄 단계(S4)에서는 상기 가열 단계(S3)를 거친 인쇄용 패드를 휴대폰용 합성수지 부품(10)의 표면에 도장을 찍는 것처럼 가압 접촉하여 안테나 패턴(20)을 상기 휴대폰용 합성수지 부품(10)의 표면에 인쇄한다.

상기 건조 단계(S5)에서는 상기 패턴 인쇄 단계(S4)를 거친 상기 휴대폰용 합성수지 부품(10)을 가열 건조한다.

상술한 바와 같은 잉크가 안테나 패턴으로 인쇄된 안테나 패턴이 인쇄된 휴대폰용 합성수지 부품은 종래의 부품에 비하여 잉크층 위에 금속 도금층을 형성하는 공정이 생략된다. 따라서, 도금층 형성시 생산 수율이 나쁜 문제점이 해소되어 생산성이 현저하게 향상된다. 또한, 도금 공정이 포함되지 않으므로 도금 공정의 유해한 환경이 조성되지 않아 환경오염 및 작업자의 건강을 위협하는 문제점이 해소된다.

또한, 시간적인 관점에 보더라도 도금 공정에 소요되는 시간이 불필요하므로 제품을 제조하는 시간이 현저하게 단축된다. 따라서, 단위 시간당 생산되는 휴대폰용 합성수지 부품의 개수가 현저하게 많아지게 된다. 결과적으로 본 발명은 종래의 잉크 또는 종래의 방식을 사용하여 안테나 패턴이 인쇄된 휴대폰용 합성수지 부품을 생산하는 경우에 비하여 생산성이 놀랄만하게 향상될 수 있다.

본 발명의 작용효과를 실험결과를 통하여 설명하기 위하여 제조된 전도성 잉크의 성분은 순도 99.99%인 은(Ag) 분말이 70wt%, 액상의 아크릴로니트릴(Acrylonitrile) 10wt%, 액상의 엘라스토머(elastomer), 5wt%, 액상의 산토프렌(santoprene)이 5wt%가 포함된 전도성 페이스트(conductible paste)에 촉매제로서 아크릴 수지(acrylic resin), 불소 수지(fluoro-resin) 및 브틸셀로솔브(buthyl cellosolve)의 혼합물이 10wt% 첨가되었다. 상기 전도성 잉크의 점도는 230mPa·s로 측정되었다. 상기 전도성 페이스트와 상기 촉매제의 혼합시 혼합된 잉크의 온도는 40℃로 유지하였으며, 교반 시간은 10시간이었다.

또한, 상기 가열 단계(S3)에서의 가열온도는 90℃로 10초 동안 가열하였다. 상기 인쇄 단계에서 인쇄된 안테나 패턴의 두께는 15㎛로 측정되었다. 상기 건조 단계(S5)에서의 온도는 100℃로 2시간 유지하였다.

도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 잉크와 종래의 도금방식에 따른 안테나 패턴이 인쇄된 휴대폰용 합성수지 부품의 밀착력 시험결과를 비교할 수 있는 사진이다.

도 4는 본 발명에 따른 잉크를 사용하여 형성한 안테나 패턴의 밀착력 시험결과를 보여주는 사진이다. 안테나 패턴의 밀착력 시험은 일반적으로 산업 현장에서 행해지고 있는 밀착력 시험(Cross-Cutting test, X-Cutting test)을 사용하였다. 밀착력 시험의 목적은 기구부품에 표면처리된 물질과 모재와의 부착력을 검증하여 소비자 사용조건에서 벗겨짐, 박리 등의 문제점이 발생하는 것을 방지고자 실시하는 것이다. 밀착력 시험방법은 밀착력 시험을 위한 부품의 표면에 칼날을 이용하여 가로X세로 1mm 간격으로 각각 11개소씩 표면처리된 막 깊이로 칼집을 낸다. 그 결과 100개의 1mmX1mm의 격자가 생성된다. 생성된 격자의 깔쭉깔쭉한 부분(burr)이나 이물질을 제거한다. 그리고 접착 테이프를 형성된 격자에 기포가 생기지 않도록 접착시킨다. 접착된 테이프를 격자면과 90°각도로 신속하게 잡아당긴다. 이와 같은 과정을 4~5회 반복 실시한다. 그 결과 한 격자(1mmX1mm)당 20% 이하로 떨어지면 합격으로 판정한다.

도 5는 종래의 도금방식으로 제조된 안테나 패턴의 밀착력 시험결과를 보여주는 사진이다. 즉, 도 5에 도시된 안테나 패턴은 합성수지 베이스에 인쇄용 잉크로 안테나 패턴을 인쇄한 후 그 인쇄된 패턴 위에 금속을 도금하여 안테나 패턴을 완성한 것이다. 도 4과 도 5를 비교하면, 도 4에 도시된 안테나 패턴의 밀착력이 도 5에 도시된 안테나 패턴의 밀착력보다 좋은 것을 알 수 있다. 이와 같이 본 발명에 따른 잉크에 의해 제조된 안테나 패턴이 인쇄된 휴대폰용 합성수지 부품의 안테나 패턴의 밀착력이 종래의 방식에 의한 것보다 우수한 효과를 보여준다.

도 6은 본 발명에 의해 제조된 휴대폰용 합성수지 부품의 신뢰성 시험결과를 설명하기 위한 표이다. 도 6을 참조하면 본 발명에 따른 잉크를 이용하여 제조된 안테나 패턴이 인쇄된 휴대폰용 합성수지 부품은, 고온 고습, 고온 저장, 저온 저장 시험결과 종래의 96시간(hr)을 훨씬 초과하는 192시간(hr)에서도 요구조건을 만족시켰다. 또한, 열 충격 및 염수 시험에서 종래 방식으로 제조된 부품에 비하여 2배 이상의 우수한 신뢰도를 보여 주었다. 그리고, 저항 검사에서는 종래의 방식으로 제조된 부품에 비하여 약 1/2의 저항치를 가짐으로써 우수한 전기적 특성을 보여주고 있다. 더불어, 크로스 커팅 시험(X-cutting test)에서는 종래 방식으로 제조된 부품에 비하여 3000%를 초과하는 매우 우수한 부착력을 보여주고 있다. 이와 같이 본 발명에 따른 잉크에 의해 제조된 휴대폰용 합성수지 부품은 종래의 도금 방식으로 제조된 안테나 패턴이 인쇄된 휴대폰용 합성수지 부품에 비하여, 현저하게 우수한 신뢰성을 보여주고 있음을 알 수 있다.

도 7 및 도 8은 본 발명에 의해 제조된 휴대폰용 합성수지 부품의 안테나 주파수 특성을 설명하기 위한 그래프이다.

도 7의 그래프는 가로축에 주파수, 세로축에 정제파비(VSWR, Voltage Standing Wave Ratio)를 나타내고 있다. 도 7에는 종래의 휴대폰 안테나와 본 발명에 따른 잉크에 의해 제조된 휴대폰 안테나의 주파수 특성을 비교하여 보여주고 있다. 도 7에서 각 그래프의 최저점에 해당하는 값이 각 안테나의 공진 주파수를 나타낸다. 도 7을 참조하면 본 발명에 의한 잉크로 제조된 안테나의 공진 주파수는 1.7761db인 반면에, 종래의 안테나의 공진 주파수는 1.9467db임을 알 수 있다. 따라서, 도 7에 따른 실험결과로부터 본 발명에 의한 잉크로 제조된 안테나의 공진 주파수가 종래의 안테나의 공진 주파수에 비하여 0.1706db 낮은 것을 알 수 있다. 일반적으로 공진 주파수가 낮으면 낮을수록 주파수 성능이 우수한 것으로 평가된다.

도 8은 종래의 안테나 공진 주파수와 본 발명에 따른 잉크 적용시 샘플별 안테나 공진 주파수의 평균값을 비교한 그래프이다. 도 8을 참조하면 본 발명에 따른 잉크에 의해 제조된 안테나의 공진 주파수가 종래의 안테나 공진 주파수의 평균값에 비하여 낮은 값을 보여주고 있음을 알 수 있다. 위와 같이 도 7 및 도 8을 참조하면 본 발명에 따른 잉크에 의해 제조된 안테나의 공진 주파수 성능이 우수함을 알 수 있다.

도 9는 본 발명에 의해 제조된 휴대폰용 합성수지 부품의 안테나 저항특성을 설명하기 위한 그래프이다. 도 9에는 종래의 안테나의 저항특성과 본 발명에 따른 방법에 의해 제조된 안테나의 저항특성의 분포가 도시되어 있다. 도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 잉크로 제조된 안테나의 저항의 산포도가 종래의 안테나의 저항의 산포도보다 현저하게 낮은 것을 알 수 있다. 도 9에 따른 실험결과로부터 본 발명에 따른 잉크에 의해 제조된 안테나의 전기적인 품질이 종래의 안테나에 비하여 매우 고르게 나타남을 알 수 있다. 또한, 도 9를 참조하면 본 발명에 따른 잉크에 의해 제조된 안테나의 전기저항이 종래의 안테나의 전기저항보다 낮음을 알 수 있다. 즉, 전기 저항이 낮으면 전기 전도도가 우수하므로 전파의 수신능력이 향상된다.

도 10은 본 발명에 의한 잉크로 제조된 휴대폰용 합성수지 부품의 내구성을 설명하기 위한 그래프이다. 도 10에는 온도 85℃ 및 습도 85%에서 192시간(hr) 안테나 패턴이 인쇄된 휴대폰용 합성수지 부품을 유지시킨 후 X-cutting 시험을 수행한 후 요구 저항값을 측정한 것이다. 도 10을 참조하면, 종래의 휴대폰용 합성수지 부품은 평균 4회 정도의 X-cutting 시험 후에는 요구 저항값을 만족시키지 못하는 것을 알 수 있다. 이에 비하여, 본 발명에 따른 잉크에 의해 제조된 휴대폰용 합성수지 부품은 평균 115회 정도의 X-cutting 시험 후에야 요구 저항값을 만족시키지 못하는 것을 알 수 있다. 이와 같이 도 10의 시험 결과로부터 본 발명에 따른 잉크에 의해 제조된 휴대폰용 부품은 종래의 휴대폰용 부품에 비하여 현저하게 우수한 내구성을 나타내고 있음을 알 수 있다.

이와 같이 본 발명에 따른 잉크에 의해 제조된 휴대폰용 합성수지 부품의 안테나는, 신뢰성, 주파수특성, 전기저항특성 및 내구성 측면에서 종래의 안테나에 비하여 현저하게 우수한 특성을 제공하는 효과가 있다.

이상, 바람직한 실시 예를 들어 본 발명에 대해 설명하였으나, 본 발명이 그러한 예에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주 내에서 다양한 형태의 실시 예가 구체화될 수 있을 것이다.

10 : 휴대폰 부품 20 : 안테나 패턴
S1 : 이오나이징 처리 단계 S2 : 패턴 전이 단계
S3 : 가열 단계 S4 : 인쇄 단계
S5 : 건조 단계

Claims

합성수지 부품에 안테나 패턴을 인쇄하기 위한 잉크로서,
은(Ag), 니켈(Ni), 동(Cu), 금(Au) 중 적어도 어느 하나가 70wt% 내지 75wt% 포함되고, 액상의 아크릴로니트릴(Acrylonitrile) 5wt% 내지 10wt%, 액상의 엘라스토머(elastomer) 5wt% 내지 10wt%, 액상의 산토프렌(santoprene) 5wt% 내지 10 wt%가 포함되고,
상기 아크릴로니트릴, 상기 엘라스토머, 상기 산토프렌의 반응을 촉진하는 촉매제로서 아크릴 수지(acrylic resin), 불소 수지(fluoro-resin) 및 브틸셀로솔브(buthyl cellosolve)의 혼합물이 첨가됨으로써 형성된 것을 특징으로 하는 휴대폰 안테나 패턴 인쇄용 잉크.
제1항에 있어서,
상기 촉매제가 첨가된 잉크의 점도는 200mPa·s 내지 300mPa·s인 것을 특징으로 하는 휴대폰 안테나 패턴 인쇄용 잉크.
제1항에 있어서,
상기 촉매제가 첨가된 잉크의 온도는 30℃ 내지 50℃로 유지되는 것을 특징으로 하는 휴대폰 안테나 패턴 인쇄용 잉크.
제1항에 있어서,
상기 촉매제의 첨가시 혼합수단은 교반에 의하며 그 교반시간은 10시간 내지 15시간인 것을 특징으로 하는 휴대폰 안테나 패턴 인쇄용 잉크.