KR101029237B1 - 케이스 일체형 안테나 제조 방법 - Google Patents

케이스 일체형 안테나 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 상하부의 초박판 폴리카보네이트 필름 사이에 안테나 패턴이 매립되도록 인몰드 사출 성형함으로써, 이종 수지 케이스보다 우수한 내구성을 얻을 수 있는 케이스 일체형 안테나 회로용 수지 필름 소재 제조 방법에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명의 케이스 일체형 안테나 제조 방법은, 폴리카보네이트 재질의 케이스 내에 안테나를 일체형으로 제조하는 방법에 있어서, 폴리카보네이트 필름을 표면 개질시키는 단계, 표면이 개질된 폴리카보네이트 필름 표면에 구리 확산 방지를 위한 버퍼막을 형성하는 단계, 폴리카보네이트 필름의 제 1 면에 스퍼터링 공정으로 구리 시드막을 형성하고, 구리 시드막이 형성된 폴리카보네이트 필름에 구리(Cu)를 이용한 전기 도금 공정을 수행하여 구리 도금 패턴을 형성하며, 구리 도금 패턴이 형성된 상기 폴리카보네이트 필름에 은(Ag)을 이용한 전기 도금 공정을 수행하여 안테나 패턴을 형성하는 단계 및 안테나 패턴이 케이스의 내면에 매립되도록 폴리카보네이트 필름과 폴리카보네이트 케이스를 접합시키는 단계를 포함한다.

Description

케이스 일체형 안테나 제조 방법{MANUFACTURING METHOD FOR ANTENNA INTERGRATED CASE}
본 발명은 케이스 일체형 안테나의 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 단말기 케이스와 초박형 폴리카보네이트 필름 사이에 안테나 패턴이 매립되도록 양자를 일체로 형성함으로써, 이종 수지 케이스보다 우수한 내구성을 얻을 수 있는 케이스 일체형 안테나 회로 용 에프씨씨엘 제조 방법에 관한 것이다.
휴대용 무선 단말기가 점차 소형화, 경박화 됨에 따라 안테나의 기능을 유지하면서도 단말기의 부피를 줄이는데 많은 관심이 모아지고 있다.
이에, 최근에는 사출 성형 방식을 이용하여 안테나를 휴대폰 케이스의 적층 구조 사이에 압착하여 심플한 느낌을 줄 수 있도록 하는 제품이 개발되고 있다.
일반적으로 케이스의 적층 구조 사이에 안테나 패턴을 형성하기 위한 방식으로는 도금에 대한 특성이 서로 다른 폴리카보네이트(PC) 및 ABS수지를 이중사출(2 shot molding)하는 방식, 전도성 잉크를 사출성형품의 표면에 패드 인쇄한 후 도금하는 방식, 별도의 금속물을 벤딩(Bending) 또는 변형 가공하여 사출성형품의 표면에 고정하는 방식 등이 있다.
도 1은 종래의 이중 사출 방식을 이용한 케이스 일체형 안테나 제조 방법을 나타낸 공정 흐름도로서, 도금에 대한 특성이 서로 다른 폴리카보네이트(PC) 및 ABS 수지의 도금 가능 영역에 안테나 패턴부가 형성되도록 이중 사출하는 단계(S100)와, 도금 공정으로 안테나 패턴을 형성하는 단계(S110) 및 안테나 패턴의 상부면을 절연성 보호막으로 코팅하는 단계(S120)를 포함한다.
그런데, 이중 사출 방식은 안테나 패턴의 수정을 위해서 금형 자체를 변경하여야 하므로 안테나 패턴의 수정이 용이하지 않으며, 안테나 패턴 형성 후 안테나 패턴을 보호하기 위한 절연성 보호막을 형성 공정을 추가해야 하는 단점이 있다.
도 2는 종래의 패드 인쇄 도금법을 이용한 케이스 일체형 안테나 제조 방법을 나타낸 공정 흐름도로서, 이형 필름을 제조하는 단계(S200)와, 이형 필름에 전도성 잉크로 전도성 패턴을 인쇄하는 단계(S210) 및 전도성 패턴이 인쇄된 이형 필름의 외면이 수지 성형물의 외면과 밀착되도록 몰드에 삽입하여 인몰드 사출 성형하는 단계(S220) 및 이형 필름을 제거한 후 도금 처리하여 안테나 패턴을 형성하는 단계(S230)를 포함한다.
그런데, 패드 인쇄 도금방법은 곡면상의 전도성 패턴 구현이 불가능할 뿐만 아니라, 케이스 측면에는 별도로 제품을 돌려서 패드 인쇄해야하므로 부가적인 공정이 발생한다는 단점이 있다.
도 3은 종래의 금속물을 벤딩 가공하여 사출성형품에 고정하는 방식을 이용한 케이스 일체형 안테나 제조 방법을 나타낸 공정 흐름도로서, 필름, 접착층, 전주 도금에 의한 안테나 패턴 및 접착층이 적층된 필름형 방사체를 형성하는 단계(S300)와, 필름형 방사체 중 필름의 소정 위치에 기준 홀을 형성하는 단계(S310)와, 필름에 형성된 기준 홀과 몰드에 형성된 고정핀이 결합되도록 필름형 방사체를 몰드 안에 삽입 고정시키는 단계(S320) 및, 몰드 내부로 몰딩 수지를 주입하여 인몰드 사출 형성하는 단계(S330)를 포함한다.
그런데, 금속물을 벤딩 가공하여 사출 성형하는 방식은 안테나 패턴의 변경을 위해서 안테나 패턴의 가공을 변경하여야 하므로 패턴의 변경이 용이하지 않으며, 제조공정 또한 복잡해 진다는 문제점이 있었다.
배경 기술의 단점을 해소하기 위한 본 발명의 목적은 초박형 폴리카보네이트 수지 필름의 제 1 면에 안테나 패턴을 형성하고, 초박형 폴리카보네이트 수지 필름의 제 1 면에 폴리카보네이트 케이스를 접합시켜 일체로 형성함으로써, 안테나 패턴을 초박형 폴리카보네이트 필름과 폴리카보네이트 케이스 사이에 매립시킬 수 있는 케이스 일체형 안테나 회로 용 소재 제조 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 케이스 일체형 안테나 제조 방법은, 폴리카보네이트 재질의 케이스 내에 안테나를 일체형으로 제조하는 방법에 있어서, 폴리카보네이트 필름을 표면 개질시키는 단계, 표면이 개질된 폴리카보네이트 필름 표면에 구리 확산 방지를 위한 버퍼막을 형성하는 단계, 폴리카보네이트 필름의 제 1 면에 스퍼터링 공정으로 구리 시드막을 형성하고, 구리 시드막이 형성된 폴리카보네이트 필름에 구리(Cu)를 이용한 전기 도금 공정을 수행하여 구리 도금 패턴을 형성하며, 구리 도금 패턴이 형성된 상기 폴리카보네이트 필름에 은(Ag)을 이용한 전기 도금 공정을 수행하여 안테나 패턴을 형성하는 단계 및 안테나 패턴이 케이스의 내면에 매립되도록 폴리카보네이트 필름과 폴리카보네이트 케이스를 접합시키는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 폴리카보네이트 필름과 케이스를 접합시키는 단계는, 폴리카보네이트 필름의 제 2 면을 제 1 몰드 표면에 밀착시키고, 제 1 몰드와 제 2 몰드를 밀착시키며, 제 1 몰드와 제 2 몰드 사이에 폴리카보네이트 수지 용융액을 주입하여 폴리카보네이트 필름과 폴리카보네이트 케이스를 인몰드 사출 성형하는 과정을 포함한다.
또는, 폴리카보네이트 필름과 케이스를 접합시키는 단계는, 폴리카보네이트 필름의 제 1 면 상에 폴리카보네이트 케이스를 밀착시키고, 폴리카보네이트 필름과 폴리카보네이트 케이스를 열 융착시키는 과정을 포함할 수 있다.
또는, 폴리카보네이트 필름과 케이스를 접합시키는 단계는, 폴리카보네이트 필름의 제 1 면 상에 폴리카보네이트 케이스를 밀착시키고, 폴리카보네이트 필름과 폴리카보네이트 케이스를 초음파 융착시키는 과정을 포함할 수 있다.
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본 발명은 인몰드 사출 성형을 통해 상하부의 초박형 폴리카보네이트 사이에 안테나 패턴을 매립 즉 사출 레진의 온도에 의해 안테나 패턴 회로기판 폴리카보네이 필름 표면이 용융 접착 되어 일체화 함으로써, 이종 수지 케이스보다 우수한 내구성을 얻을 수 있는 이점이 있다.
도 1은 종래의 이중 사출 방식을 이용한 케이스 일체형 안테나 제조 방법을 나타낸 공정 흐름도.
도 2는 종래의 패드 인쇄 도금법을 이용한 케이스 일체형 안테나 제조 방법을 나타낸 공정 흐름도.
도 3은 종래의 금속물을 벤딩 가공하여 사출성형품에 고정하는 방식을 이용한 케이스 일체형 안테나 제조 방법을 나타낸 공정 흐름도.
도 4a 내지 도 4g는 본 발명의 일실시예에 따른 케이스 일체형 안테나 제조 방법을 순차로 나타낸 공정 흐름도.
도 5a 내지 도 5e는 본 발명의 다른 실시예에 따른 케이스 일체형 안테나 제조 방법을 순차로 나타낸 공정 흐름도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.
도 4a 내지 도 4g는 본 발명의 일실시예에 따른 케이스 일체형 안테나 제조 방법을 순차로 나타낸 공정 흐름도이다.
도 4a를 참조하면, 우선 폴리카보네이트 필름(10)을 형성한다. 이때, 폴리카보네이트 필름(10)을 초박형의 필름으로써, 어느 한 면에 내 스크래치 특성을 갖는 하드 코팅된 수지필름이 이용될 수 있다.
이어서, 폴리카보네이트 필름(10)과 후술하는 구리 시드막(14)과의 계면 접착력을 증가시키기 위하여 전처리 공정을 실시한다. 여기서, 전처리 공정은 플라즈마(plasma) 및 600일랙트론 볼트(Electron Volt)의 이온빔(Ion Beam) 처리와, 진공(4×10­⁴torr) 분위기에서 아르곤(Ar)50%, 산소(O2)30%,질소(N2)20%의 3원계 분위기에서 실시한다. 이러한 공정에 따라 폴리카보네이트 필름(10) 표면 카복실분자의 카본이 떨어지고, 떨어진 카본 대신에 02 이온으로 치환되어 후술하는 구리 시드막과 폴리카보네이트 필름과의 공유 결합이 형성되는 인몰드 사출시 안테나 회로가 사출 압에 밀리는 현상 방지하여 안테나 요구 특성값이 일정한 효과를 얻을 수 있다.
도 4b를 참조하면, 전처리 공정을 수행한 폴리카보네이트 필름(10) 상부면에 니켈크롬(NiCr) 합금(80:20 또는 95:5)을 이용한 스퍼터링 공정으로 버퍼막(12)을 형성한다. 이때, 버퍼막(12) 두께는 50~500Å이며, 내 화학성 향상시키고, 안테나의 특성 저하를 방지하기 위해 형성한다. 즉, 버퍼막 없이 후술하는 구리 시드막을 형성할 경우 구리(Cu) 이온이 폴리카보네이트 필름으로 확산됨으로써, 절연저항 및 안테나 인피던스 등의 안테나 특성을 저하시키게 된다. 따라서, 본 발명은 폴리카보네이트 필름(10)의상부에 버퍼막을 형성함으로써 안테나의 특성 저하를 방지할 수 있다.
도 4c를 참조하면, 스퍼터링 공정을 진행하여 버퍼막(12) 상에 구리 시드막(14)을 형성한다. 여기서, 후술하는 구리 도금 공정에서는 구리 시드막의 두께가 두꺼울수록 구리 도금막의 성장 효율이 높지만, 스퍼터링 생산성을 고려하여 1200~3000Å 두께로 형성한다.
도 4d를 참조하면, 구리 시드막(14)에 전기 도금 공정을 수행하여 구리 도금막(16)을 1~35㎛ 두께로 형성한다. 여기서, 구리 도금막의 두께가 두꺼울수록 생산성이 저하되는 문제를 해결하기 위하여 구리 도금막(16)을 1~12㎛로 형성한 후에 구리 도금막 상에 은 도금막(18)을 2~6㎛ 마이크론 두께로 더 형성할 수도 있다. 이때, 은 도금막(18)은 항균 기능과 단자의 접촉 저항을 감소시키는 역할을 한다.
한편, 상술한 구리 스퍼터링 공정과 구리 도금 공정을 롤 투 롤(roll to roll) 방식으로 진행한다.
도 4e를 참조하면, 구리 도금막(16)이 형성된 폴리카보네이트 필름(10)의 저면을 제 1 몰드(20) 표면에 밀착시켜, 구리 도금막(16)이 상부면으로 노출되도록 한다. 이때, 폴리카보네이트 필름(10)을 제 1 몰드(20) 표면에 밀착시키는 공정은, 진공 흡착 방식으로 폴리카보네이트 필름(10)을 제 1 몰드(20)에 고정하는 방식 또는 정전 흡착 방식으로 폴리카보네이트 필름(10)을 제 1 몰드(20)에 고정하는 방식이 이용될 수 있다.
도 4f를 참조하면, 제 1 몰드(20)와 제 2 몰드(22)를 밀착시킨 후에 제 1 몰드(20)와 제 2 몰드(22) 사이에 폴리카보네이트 필름과 동일한 수지 용융액을 주입하여 인몰드 사출 성형한다.
이에 따라, 도 4g에 도시된 바와 같이 폴리카보네이트 필름(10)과 폴리카보네이트 케이스(10') 사이에 구리 도금막으로 이루어지는 안테나 패턴을 매립함으로써, 케이스 일체형 안테나를 형성한다.
도 5a 내지 도 5e는 본 발명의 다른 실시예에 따른 케이스 일체형 안테나 제조 방법을 순차로 나타낸 공정 흐름도이다.
도 5a를 참조하면, 폴리카보네이트 필름(10)을 형성한다. 이때, 폴리카보네이트 필름(10)을 초박형의 필름으로써, 어느 한 면에 내 스크래치 특성을 갖는 하드 코팅된 수지필름이 이용될 수 있다.
도 5b를 참조하면, 폴리카보네이트 필름(10)을 상에 접착제(30)를 도포한다.
도 5c를 참조하면, 접착제(30)가 도포된 폴리카보네이트 필름(10) 상에 구리 포일 상태의 안테나 패턴(32)을 접착시킨 다음 경화시킨다.
도 5d를 참조하면, 안테나 패턴(32)이 접착된 폴리카보네이트 필름(10)의 저면을 제 1 몰드(20) 표면에 밀착시켜, 안테나 패턴(32)이 상부면으로 노출되도록 한다. 이때, 폴리카보네이트 필름(10)을 제 1 몰드(20) 표면에 밀착시키는 공정은, 진공 흡착 방식으로 폴리카보네이트 필름(10)을 제 1 몰드(20)에 고정하는 방식 또는 정전 흡착 방식으로 폴리카보네이트 필름(10)을 제 1 몰드(20)에 고정하는 방식이 이용될 수 있다.
도 5e를 참조하면, 제 1 몰드(20)와 제 2 몰드(22)를 밀착시킨 후에 제 1 몰드(20)와 제 2 몰드(22) 사이에 폴리카보네이트 필름과 동일한 수지 용융액을 주입하여 인몰드 사출 성형함으로써, 폴리카보네이트 필름(10)과 폴리카보네이트 케이스(10') 사이에 안테나 패턴이 매립된 케이스 일체형 안테나를 형성한다.
또한, 본 발명의 일실시예에서는 폴리카보네이트 필름과 폴리카보네이트 케이스를 인몰드 방식으로 접합하였으나, 다른 실시예를 통해 폴리카보네이트 필름의 상면에 폴리카보네이트 케이스를 밀착시키고, 폴리카보네이트 필름과 폴리카보네이트 케이스를 열 융착시켜 안테나 패턴을 매립시킬 수 있다.
또는, 폴리카보네이트 필름의 상면에 폴리카보네이트 케이스를 밀착시키고, 폴리카보네이트 필름과 폴리카보네이트 케이스를 초음파 융착 또는 핫-멜트(Hot-Melt) 필름을 이용 열융착시켜 안테나 패턴을 매립시킬 수 있다.
10 : 폴리카보네이트 필름 10' : 폴리카보네이트 케이스
12 : 버퍼막 14 : 구리 시드막
16 : 구리 도금막 18 : 은 도금막
20 : 제 1 몰드 22 : 제 2 몰드

Claims (8)

  1. 폴리카보네이트 재질의 케이스 내에 안테나를 일체형으로 제조하는 방법에 있어서,
    상기 폴리카보네이트 필름을 표면 개질시키는 단계;
    상기 표면이 개질된 폴리카보네이트 필름 표면에 구리 확산 방지를 위한 버퍼막을 형성하는 단계;
    상기 폴리카보네이트 필름의 제 1 면에 스퍼터링 공정으로 구리 시드막을 형성하고, 상기 구리 시드막이 형성된 폴리카보네이트 필름에 구리(Cu)를 이용한 전기 도금 공정을 수행하여 구리 도금 패턴을 형성하며, 상기 구리 도금 패턴이 형성된 상기 폴리카보네이트 필름에 은(Ag)을 이용한 전기 도금 공정을 수행하여 안테나 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 안테나 패턴이 상기 케이스의 내면에 매립되도록 상기 폴리카보네이트 필름과 상기 폴리카보네이트 케이스를 접합시키는 단계를 포함함을 특징으로 하는 케이스 일체형 안테나 회로용 수지 필름 소재 제조 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리카보네이트 필름과 상기 케이스를 접합시키는 단계는,
    상기 폴리카보네이트 필름의 제 2 면을 제 1 몰드 표면에 밀착시키고,
    상기 제 1 몰드와 제 2 몰드를 밀착시키며,
    상기 제 1 몰드와 상기 제 2 몰드 사이에 폴리카보네이트 수지 용융액을 주입하여 상기 폴리카보네이트 필름과 상기 폴리카보네이트 케이스를 인몰드 사출 성형하는 것을 특징으로 하는 케이스 일체형 안테나 제조 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리카보네이트 필름과 상기 케이스를 접합시키는 단계는,
    상기 폴리카보네이트 필름의 제 1 면 상에 상기 폴리카보네이트 케이스를 밀착시키고,
    상기 폴리카보네이트 필름과 상기 폴리카보네이트 케이스를 열 융착시키는 것을 특징으로 하는 케이스 일체형 안테나 제조 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리카보네이트 필름과 상기 케이스를 접합시키는 단계는,
    상기 폴리카보네이트 필름의 제 1 면 상에 상기 폴리카보네이트 케이스를 밀착시키고,
    상기 폴리카보네이트 필름과 상기 폴리카보네이트 케이스를 초음파 융착시키는 것을 특징으로 하는 케이스 일체형 안테나 제조 방법.
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