KR101042680B1 - 알에프 카드의 인레이 안테나 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 패턴이 형성되지 않은 기판 부분에 레지스트 코팅을 하는 단계, 기판 전면에 금속 스퍼터 코팅을 하는 단계, 및 상기 기판을 초음파 처리하고 고압으로 수세하여 레지스트를 제거하는 단계를 포함하여 구성되는 알에프 카드 또는 알에프 태그의 인레이 안테나 제조방법을 제공한다. 상기한 본 발명에 의한 알에프 카드 또는 알에프 태그의 인레이 안테나 제조방법은 공정을 단축하여 생산원가를 낮출 수 있으며 에칭공정을 거치지 않아 친환경적으로 알에프 카드 또는 알에프 태그 인레이를 대량으로 제조할 수 있는 이점이 있다.

알에프 카드, 알에프 태그, 인레이, 안테나

Description

알에프 카드의 인레이 안테나 제조방법{Method for manufacture inlay antenna of RF Card}

본 발명은 알에프 카드의 인레이 안테나 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 공정을 단축하여 생산원가를 낮출 수 있으며 에칭공정을 거치지 않아 친환경적으로 알에프 카드 또는 알에프 태그의 인레이를 대량으로 제조할 수 있는 방법에 관한 것이다.

알에프 카드(RF CARD)는 주파수(RF)를 이용해 정보를 주고 받는 방식의 카드로서, 카드를 리더기에 가까이 가져가면 자동으로 리더기가 카드에 담긴 정보를 읽어들이게 된다. 교통수단이나 보안시스템, 지불수단으로 쓰이며 직접 접촉하지 않아도 되는 편리함으로 인해 전세계적으로 그 사용이 확산되고 있다.

RFID(Radio Frequency Identification)는 생산에서 판매에 이르는 전과정의 정보를 초소형칩(IC칩)에 내장시켜 이를 무선주파수로 추적할 수 있도록 한 기술로서, '알에프 태그' '전자태그' 혹은 '스마트 태그' '전자 라벨' '무선식별' 등으로 불린다. RFID는 지금까지 유통분야에서 일반적으로 물품관리를 위해 사용된 바코 드를 대체할 차세대 인식기술로 꼽힌다. RFID는 판독 및 해독 기능을 하는 판독기(Reader)와 정보를 제공하는 태그(Tag)로 구성되는데, 제품에 붙이는 태그에 생산, 유통, 보관, 소비의 전 과정에 대한 정보를 담고, 판독기로 하여금 안테나를 통해서 이 정보를 읽도록 한다.

상기와 같은 알에프 카드 또는 알에프 태그에는, 카드 리더기와 같은 인터페이스 장치에 접촉시켰을 때 IC 칩과의 전자 유도 작용이 이루어져 IC 칩과 카드 인터페이스 장치 사이의 정보의 전달이 이루어지도록 코일 안테나가 인레이 시트 상에 형성되어 있다.

상기 인레이(Inlay) 시트 상에 상기 코일 안테나를 형성하는 방법으로는 전도성 잉크를 인쇄하는 방법(그라비아, 코마 코팅법), 일반적인 PCB(인쇄회로기판) 또는 FPCB(연성인쇄회로기판)의 소재인 동박 적층판 또는 알루미늄 적층판을 에칭하는 방법(에칭법), 또는 증착 또는 스퍼터링으로 코팅된 소재를 에칭하는 방법(증착 또는 스퍼터 에칭법) 등이 있다.

이러한 종래의 인레이 안테나 제조방법은 여러 단계를 거쳐야 하므로 공정의 원가가 상승되고, 공정상 유해 가스 및 폐수가 발생하는 등 대기 및 수질 환경 오염을 유발할 수 있는 단점이 있었다.

보다 구체적으로 상기 코마 코팅법은 액체 상태의 폴리리머에 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al) 등 전도성 파우더를 혼합하여 고분자 필름(PET, PP, PE, PI 등) 상에 6 ~ 12 마이크론으로 도포하여 코팅한 후 도포된 전도성 잉크의 솔벤트, 톨루엔 등의 유기용제를 100 ~ 200 ℃에서 휘발 및 경화시키는 단계를 거치게 된 다.

그러나 이러한 종래의 코마 코팅법은 다음과 같은 문제점이 있었다. 액상 코팅액에 포함된 유기 용제 솔벤트, 톨루엔 등 발암물질로 분류된 유기용제가 인쇄 후 경화과정에서 대기 중으로 휘발하여 대기 오염을 유발하고, 금속 파우더와 금속 파우더를 연결하는 고분자가 경화되어 깨지기 쉽고, 구부림 특성이 현저하게 저하되어 구부렸을 때 단선 및 접촉 저항이 증가되는 문제점이 발생한다. 또한 전도성 인쇄 잉크와 기판(Substrate)과의 결합력이 낮아 시간이 경과함에 따라 금속 파우더가 회로 부분에서 이탈, 회로와 회로 사이에 부착하여 합선의 위험이 있고, 고온 다습한 환경에서 습기와 반응이 용이한 금속을 주로 사용하기 때문에 금속 파우더가 산화되어 저항이 변화되는 문제점도 있다.

한편 상기 에칭법은 동박 적층판(Copper Clad Laminate, CCL) 또는 알루미늄 적층판 투입, 드라이 필름 레지스트 (Dry Film Resist Laminating, 이하 DFR라고 함) 라미네이팅(Laminating), 노광, 현상, 에칭, 박리 및 수세 단계를 거치게 된다.

도 1a 내지 도 1c는 종래 기술에 의한 알에프 카드의 인레이 안테나 제조 공정을 순차적으로 보인 개략적 단면도이다. 도 1a 내지 도 1c를 참조하며 종래 에칭법에 대해 간략하게 설명하면 다음과 같다. 우선 도 1a와 같이 동박 적층판 또는 알루미늄 적층판으로 포함하여 이루어진 기판(10) 전면에 감광물질인 소정의 두께의 DFR(12)를 라미네이팅한다. 상기 DFR(12) 상면에 패턴 마스크(미도시)를 위치시키고 도 1b와 같이 노광 및 현상을 실시하여 형성하고자 하는 패턴의 모양 부 분을 남기고 그 나머지 부분의 드라이 필름 레지스트를 제거하고, 화학약품으로 패턴을 제외한 다른 부분을 에칭으로 식각한다. 도 1c와 같이, 형성된 패턴의 상부에 남아 있는 DFR(12)을 박리 및 수세과정을 통해 제거하여 최종적으로 에칭공정에서 식각되지 않은 부분을 패턴(16)으로 형성하게 된다.

상기와 같은 에칭법은 다음과 같은 문제점이 있다. 즉, 에칭법은 CCL과 같은 두꺼운 포일을 사용하기 때문에 그 가격이 고가이고 인레이 안테나 패턴을 형성하는 공정이 여러 단계로 구성되어 수율이 낮고 원가(Cost) 또한 고가이다. 또한 에칭 과정에서 염기성 유해 가스가 발생하고 수세과정에서 유해한 폐수가 배출되는 등 대기 및 수질 오염을 유발하는 문제점이 있다. 나아가 상기 에칭 공정에서는 고압 분무 공정이 사용되므로 기판이 얇은 필름인 경우 구김 또는 접힘이 발생할 수 있다.

마지막으로 증착 또는 스퍼터 에칭법은 증착 또는 스퍼터링, DFR 라미네이팅 또는 감광성 액상 잉크 인쇄, 노광, 현상, 에칭, 박리 및 수세 단계를 거치게 된다. 그러한 이러한 증착 또는 스퍼터 에칭법도 인레이 안테나 패턴을 형성하는 공정이 상기 에칭법과 동일하기 때문에 제조 원가가 높고, 대기 및 수질 오염을 발생시킬 수 있고 단위 생산량이 낮은 문제점이 있다.

본 발명은 이와 같은 종래기술상의 과제를 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 공정을 단축하고 동박 적층판을 사용하지 않아 생산원가를 낮출 수 있는 알에프 카드 또는 알에프 태그의 인레이 안테나를 대량으로 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 유해 가스 및 폐수 발생이 없는 친환경적 알에프 카드 또는 알에프 태그의 인레이 안테나 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기의 발명의 상세한 설명, 청구범위 및 도면에 의해 더욱 명확하게 된다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 알에프 카드 또는 알에프 태그의 인레이 안테나 제조방법은 패턴이 형성되지 않은 기판 부분에 레지스트 코팅을 하는 단계, 기판 전면에 금속 스퍼터 코팅을 하는 단계, 및 상기 기판을 초음파 처리하고 고압으로 수세하여 레지스트를 제거하는 단계를 포함하여 구성된다.

상기 레지스트 코팅은 그라비아 인쇄법에 의할 수 있다.

상기 금속 스퍼터 코팅은 기판으로부터 2500 ~ 3500 Å의 두께로 하는 것이 바람직하다.

상기 고압으로 수세하여 레지스트를 제거하는 단계는 2 ~ 5 kg/㎠의 수세압력으로 레지스트를 제거하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명은 상기 제조방법들에 의해 제조된 알에프 카드 또는 알에프 태그의 인레이를 제공한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 알에프 카드 또는 알에프 태그의 인레이 안테나 제조방법은 제조공정을 단축하고 동박 적층판을 사용하지 않아 기존의 도전성 잉크의 인쇄법(그라비아, 코마코팅법), 에칭법, 증착 또는 스퍼터 에칭법에 비해 생산원가를 1/3 수준으로 절감할 수 있는 효과를 도모할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면 유해물질을 발생시키지 않아 국제 수준으로 친환경적으로 알에프 카드 또는 알에프 태그의 인레이를 제조할 수 있다. 나아가 본 발명에 의하면, 전도성 금속 파우더를 사용하지 않고 금속 스퍼터 코팅을 하므로 내구성이 강하고 안정성이 있는 인레이를 제공할 수 있다.

따라서 본 발명에 의하면 알에프 카드 또는 알에프 태그의 급증하는 수요에 대응하여 알에프 카드 또는 알에프 태그의 인레이를 대량으로 저렴하게 생산할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 알에프 카드의 인레이 안테나 제조방법을 개략적으로 보인 흐름도이다. 도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일 실시예에 의한 알에프카드의 인레이 안테나 제조 공정을 순차적으로 보인 개략적 단면도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 알에프 카드의 인레이 안테나 제조방법은 패턴이 형성되지 않은 기판 부분에 레지스트 코팅을 하는 단계(S10), 기판 전면에 금속 스퍼터 코팅을 하는 단계(S20), 상기 기판을 초음파 처리하고 고압으로 수세하여 레지스트를 제거하는 단계(S30), 및 상기 알에프 카드의 인레이를 권취하는 단계(S40)로 구성된다.

도 2 내지 도 3c를 참조하면, 상기 레지스트 코팅을 하는 단계(S10)는 그라비아 인쇄법 등에 의해 패턴이 형성되지 않은 기판(20) 부분에만 레지스트(22)를 코팅하는 단계이다. 보다 구체적으로 오목판을 이용하여 패턴을 형성하기 위한 부분 아닌 기판(20) 부분에만 액상 필름 타입의 레지스트(22)를 음각으로 코팅하는 단계이다. 이러한 공정에 의하면, 기판의 전면을 코팅 한 후 추가적으로 노광 및 현상 등 2개 이상의 후처리 공정을 처리하여 패턴을 형성하는 종래의 기술에 비해 공정의 수를 절감할 수 있어 생산원가를 낮출 수 있다.

상기 기판(20)은 특별히 제한이 있는 것이 아니며, 알에프 카드 또는 알엘프 태그의 종류에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 예를 들어 상기 기판(20)은 고분자 필름인 PET, PP, PE, PI 등으로 이루어진 FPCB일 수 있다.

상기 금속 스퍼터 코팅을 하는 단계(S20)는 전 단계에서 패턴이 구분되어 있는 기판(20)의 전면을 금속 증착 과정인 스터터링 작용을 통해 통전 가능한 소정의 두께의 금속으로 코팅하는 단계이다. 이때 레지스트(22)가 도포되어 있지 않은 기판(20)의 노출 부분을 포함하여 기판(20) 전면에 금속층(24)이 증착된다. 상기 금속은 일반적으로 인레이 안테나 제조 공정에 사용되는 구리, 알루미늄 등이 사용될 수 있다. 이 때, 스퍼터링 두께는 레지스트의 제거 공정을 고려하여 기판으로부터 2500 ~ 3500 Å의 두께로 하는 것이 바람직하며, 3000 Å으로 하는 것이 보다 바람직하다.

상기 기판을 초음파 처리하고 고압으로 수세하여 레지스트를 제거하는 단계(S30)는 레지스트(22) 부분을 제거하여 패턴(26) 형성을 완성하는 단계이다. 상기와 같이 초음파 처리를 하게 되면, 기판(20)과 레지스트(22)와의 경계면 층에 균열이 형성되어 다음 수세 과정에서 레지스트(22)가 용이하게 제거될 수 있게 된다. 상기 초음파의 진동수는 패턴 형성을 안정적으로 할 수 있는 20 ㎑ ~ 80 ㎑ 범위로 하는 것이 바람직하다.

상기 초음파 처리후 고압으로 기판(20)을 수세하면 기판(20) 전면에 코팅되어 있는 금속층(24) 중 레지스트(22)를 매개하여 증착된 금속층(24)은 기판(20)과의 결합력이 약해 레지스트(22)와 함께 제거된다. 이에 반해 매개체 없이 기판(20)에 직접 증착되어 있는 금속층(24)은 남아서 패턴(26)을 형성하게 된다. 이때 수세 압력은 스퍼터된 금속층의 두께 및 기판의 종류에 따라 적절하게 조절할 수 있으나, 2 ~ 5 kg/㎠의 수세압력으로 레지스트를 제거하는 것이 기판의 손상을 방지하면서 패턴을 안정적으로 형성할 수 있다는 점에서 바람직하다. 상기와 같은 본 발명은, 화학약품을 이용하여 에칭하여 에칭공정에서 식각되지 않은 부분을 패턴으로 형성하고 패턴 상부에 남아 있는 레지스트를 제거하여 패턴을 완성하는 종래의 방법과 비교하여 공정이 단순하며 화학약품을 사용하는 에칭공정을 거치지 않아 대기 및 수질 오염의 발생 가능성이 없어 친환경적이라고 할 수 있다.

상기 알에프 카드 또는 알에프 태그의 인레이를 권취하는 단계(S40)는 기판이 FPCB인 형태인 경우 인레이를 권취하는 단계이다.

나아가 상기 인레이 안테나 패턴(26)은 알에프 카드 또는 알에프 태그의 형태 및 내부 구성요소에 따라 다양한 형태로 형성할 수 있다.

이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였으나, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 균등물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

도 1a 내지 도 1c는 종래 기술에 의한 알에프 카드의 인레이 안테나 제조 공정을 순차적으로 보인 개략적 단면도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 알에프 카드의 인레이 안테나 제조방법을 개략적으로 보인 흐름도.

도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일 실시예에 의한 알에프 카드의 인레이 안테나 제조 공정을 순차적으로 보인 개략적 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10,20 : 기판 12,22 : 레지스트 코팅층

24 : 금속층 16,26 : 패턴

Claims (7)

1. 패턴이 형성되지 않은 기판 부분에 레지스트 코팅을 하는 단계;

   기판 전면에 금속 스퍼터 코팅을 하는 단계; 및

   상기 기판을 초음파 처리하고 고압으로 수세하여 레지스트를 제거하는 단계를 포함하여 구성되는 알에프 카드 또는 알에프 태그의 인레이 안테나 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 레지스트 코팅은 그라비아 인쇄법에 의하는 것을 특징으로 하는 알에프 카드 또는 알에프 태그의 인레이 안테나 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 금속 스퍼터 코팅은 기판으로부터 2500 ~ 3500 Å의 두께로 하는 것을 특징으로 하는 알에프 카드 또는 알에프 태그의 인레이 안테나 제조방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 고압으로 수세하여 레지스트를 제거하는 단계는 2 ~ 5 kg/㎠의 수세압력으로 레지스트를 제거하는 것을 특징으로 하는 알에프 카드 또는 알에프 태그의 인레이 안테나 제조방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판은 FPCB 기판인 것을 특징으로 하는 알에프 카드 또는 알에프 태그의 인레이 안테나 제조방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 알에프 카드 또는 알에프 태그의 인레이를 권취하는 단계를 더 포함하는 알에프 카드 또는 알에프 태그의 인레이 안테나 제조방법.
7. 삭제

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