KR101066419B1 - 전자기 밴드갭 패턴, 그 제조방법 및 전자기 밴드갭 패턴을 이용한 보안제품 - Google Patents

전자기 밴드갭 패턴, 그 제조방법 및 전자기 밴드갭 패턴을 이용한 보안제품 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전자기 밴드갭(Electromagnetic Band Gap, EBG) 패턴, 그 제조방법 및 전자기 밴드갭 패턴을 이용한 보안제품에 관한 것이다.
본 발명에 따른 EBG 패턴은, 부도체의 기판; 및 상기 기판 상에 전도성 물질로 형성되며, 서로 이격 배치된 폐루프 패턴과 개루프 패턴을 복수로 가지며, 상기 복수의 폐루프 패턴 및 상기 복수의 개루프 패턴이 조합되어 규칙적으로 배열된 패턴부;를 포함한다.
본 발명에 따르면, EBG 패턴에 의한 주파수 특성을 유가증권 또는 ID 부문 등에 적용함으로써, 새로운 보안요소로서 활용할 수 있다. 또한, EBG 패턴의 변수를 조정함에 따라 다양한 보안코드를 생성할 수 있으므로 위변조 방지를 위한 보안기술로서 다양하게 응용할 수 있다.
전자기 밴드갭(Electromagnetic Bandgap, EBG), 보안코드, 공진(resonance), 유전율

Description

전자기 밴드갭 패턴, 그 제조방법 및 전자기 밴드갭 패턴을 이용한 보안제품{ELECTROMAGNETIC BANDGAP PATTERN, MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND SECURITY PRODUCT USING THE ELECTROMAGNETIC BANDGAP PATTERN}
본 발명은 전자기 밴드갭(Electromagnetic Band Gap, EBG) 패턴에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 전자기 밴드갭 패턴과 그 제조방법 및, 전자기 밴드갭 패턴을 이용한 보안제품에 관한 것이다.
일반적으로 마이크로파 밴드갭(Microwave Bandgap; MBG) 구조 또는 전자기파 밴드갭(Electromagnetic Bandgap; EBG) 구조는 마이크로 스트립상에 구현되어 안테나의 성능 개선, 증폭기의 전력효율 향상, 공진기 의 높은 Q 구현 및 고조파 성분 억제, 새로운 유형의 듀플렉서의 설계 등 다양한 목적으로 이용되고 있다. 전자기파 밴드갭 구조에 응용된 마이크로 스트립 회로로서 유전체 기판을 천공하는 방법, 접지면을 주기적인 모양으로 식각하는 방법, 마이크로 스트립 라인 자체를 변형시키는 방법 등을 통해 제조되고 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 다양한 보안코드를 생성할 수 있는 전자기 밴드갭 패턴과 그 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 EBG 패턴은, 부도체의 기판, 및 기판 상에 전도성 물질로 형성되며, 서로 이격 배치된 폐루프 패턴과 개루프 패턴을 복수로 가지며, 복수의 폐루프 패턴 및 복수의 개루프 패턴이 조합되어 규칙적으로 배열된 패턴부를 포함한다.
패턴부는,
기판상에 전도성 물질로 형성되며, 복수의 개루프 패턴 또는 복수의 폐루프 패턴과 조합되어 규칙적으로 배열된 복수의 바(bar) 패턴을 더 포함하는 것이 바람직하다.
전도성 물질은 Au, Al, Ag, Cu, Ni 및 Fe 중 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
기판은,
종이, PVC(Polyvinylchloride) 시트, PC(Polycarbonate) 시트, PET(Polyethyleneterephthalate) 시트, PETG(Glycol modified Polyethylene Terephthalate) 시트, PVC(Polyvinylchloride)와 ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene)수지의 혼합물로 이루어진 시트, PC(Polycarbonate)와 PETG(Glycol modified Polyethylene Terephthalate)수지의 혼합물로 이루어진 시트 및 폴리에스터(Polyester)계 합성지 중 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
패턴부는 일정 주파수 대역에서 공진하고,
공진 시, 공진 주파수 값은,
기판의 유전율, 복수의 폐루프 패턴 및복수의 개루프 패턴의 라인 폭과 길이, 조합된 복수의 폐루프 패턴 및 복수의 개루프 패턴간의 간격, 또는 개루프 패턴의 갭의 크기에 따라 변화하는 것이 바람직하다.
복수의 폐루프 패턴 및 복수의 개루프 패턴은 사각형이며,
사각형의 개루프 패턴들 각각에 형성된 갭은 상하좌우의 방향 중 임의의 어느 한 방향에서 형성되고,
패턴부는, 일정 주파수 대역에서 공진하되,
사각형의 개루프 패턴들 각각에 형성된 갭의 방향에 따라 한 번 이상 공진하는 것이 바람직하다.
패턴부는 일정 주파수 대역에서 공진하고,
공진 시, 공진 주파수 값은,
기판의 유전율, 복수의 폐루프 패턴 및 복수의 개루프 패턴의 라인 폭과 길이, 조합된 복수의 폐루프 패턴 및 복수의 개루프 패턴간의 간격, 개루프 패턴의 갭의 크기, 또는 바 패턴의 길이에 따라 변화하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 EBG 패턴의 제조방법은, 전도성 물질층이 형성된 기판상에 감광성 필름을 부착하고, 감광성 필름상에 패턴부가 그려진 Negative 필름을 부착하는 단계, Negative 필름이 부착된 감광성 필름을 노광 처리하는 단계, 노광 처리 된 감광성 필름을 현상하여 감광성 필름상에 패턴부를 형성하는 단계, 및 현상된 감광성 필름을 이용하여 기판상의 전도성 물질층 일부를 에칭하고, 기판상에 전도성 물질로 이루어진 패턴부를 형성하는 단계를 포함한다.
전도성 물질층은 Au, Al, Ag, Cu, Ni 및 Fe 중 하나 이상을 포함하는 박막인 것이 바람직하다.
기판은,
종이, PVC(Polyvinylchloride) 시트, PC(Polycarbonate) 시트, PET(Polyethyleneterephthalate) 시트, PETG(Glycol modified Polyethylene Terephthalate) 시트, PVC(Polyvinylchloride)와 ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene)수지의 혼합물로 이루어진 시트, PC(Polycarbonate)와 PETG(Glycol modified Polyethylene Terephthalate)수지의 혼합물로 이루어진 시트, 및 폴리에스터(Polyester)계 합성지 중 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 EBG 패턴의 제조방법은, 스크린 판을 이용하여 패턴부가 형성된 마스크를 형성하는 단계, 기판상에 마스크를 밀착시키고, 마스크를 통해 기판상에 전도성 물질을 도포하는 단계, 및 전도성 물질이 도포된 기판을 소성하여 기판상에 전도성 물질로 이루어진 패턴부를 형성하는 단계를 포함한다.
전도성 물질은 Au, Al, Ag, Cu, Ni 및 Fe 중 하나 이상을 포함하는 전도성 잉크인 것이 바람직하다.
기판은,
종이, PVC(Polyvinylchloride) 시트, PC(Polycarbonate) 시트, PET(Polyethyleneterephthalate) 시트, PETG(Glycol modified Polyethylene Terephthalate) 시트, PVC(Polyvinylchloride)와 ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene)수지의 혼합물로 이루어진 시트, PC(Polycarbonate)와 PETG(Glycol modified Polyethylene Terephthalate)수지의 혼합물로 이루어진 시트, 및 폴리에스터(Polyester)계 합성지 중 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 EBG 패턴의 제조방법은, 잉크젯 프린팅 방식을 이용하여 기판상에 전도성 물질로 이루어진 패턴부를 형성하는 단계, 및 기판상에 형성된 패턴부를 소성하여 EBG 패턴을 형성한다.
전도성 물질은 Au, Al, Ag, Cu, Ni 및 Fe 중 하나 이상을 포함하는 전도성 잉크인 것이 바람직하다.
기판은,
종이, PVC(Polyvinylchloride) 시트, PC(Polycarbonate) 시트, PET(Polyethyleneterephthalate) 시트, PETG(Glycol modified Polyethylene Terephthalate) 시트, PVC(Polyvinylchloride)와 ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene)수지의 혼합물로 이루어진 시트, PC(Polycarbonate)와 PETG(Glycol modified Polyethylene Terephthalate)수지의 혼합물로 이루어진 시트, 및 폴리에스터(Polyester)계 합성지 중 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 보안제품은, ID 식별 및 위조방지를 위한 보안 제품으로서, 부도체의 기판; 및 상기 기판 상에 전도성 물질로 형성되며 서로 이격 배치된 폐루프 패턴과 개루프 패턴을 복수로 가지며 상기 복수의 폐루프 패턴 및 상기 복수의 개루프 패턴이 조합되어 규칙적으로 배열된 패턴부;를 포함하는 EBG 패턴을 포함한다.
본 발명에 따르면, EBG 패턴에 의한 주파수 특성을 유가증권 또는 ID 부문 등에 적용함으로써, 새로운 보안요소로서 활용할 수 있다.
또한, EBG 패턴의 변수를 조정함에 따라 다양한 보안코드를 생성할 수 있으므로 위변조 방지를 위한 보안기술로서 다양하게 응용할 수 있다.
이하에는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 EBG 패턴에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 EBG 패턴을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 EBG 패턴은, 기판(10) 및 패턴부(20)를 포함한다.
기판(10)은 부도체로서, 보통 2 내지 5 사이의 유전율(εr)을 갖는 유전체 기판일 수 있다. 또한, 기판(10)은 종이, PVC(Polyvinylchloride) 시트, PC(Polycarbonate) 시트, PET(Polyethyleneterephthalate) 시트, PETG(Glycol modified Polyethylene Terephthalate) 시트, PVC(Polyvinylchloride)와 ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene) 수지의 혼합물로 이루어진 시트, PC(Polycarbonate)와 PETG(Glycol modified Polyethylene Terephthalate) 수지의 혼합물로 이루어진 시트 및 폴리에스터(Polyester)계 합성지 중 하나를 포함하여 형성된 것일 수 있다.
패턴부(20)는 기판(10)상에 전도성 물질로 형성된 폐루프 패턴과 개루프 패턴으로 이루어진다. 즉, 패턴부(20)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 라인이 끊어진 부분인 갭을 갖는 개루프 패턴(20b)들과 갭이 없는 폐루프 패턴(20a)들이 조합되어 있으며, 이러한 패턴들이 규칙적으로 배열되어 있다. 여기서, 폐루프 패턴(20a)과 폐루프 패턴(20b)은 원 또는 사각형 등의 다각형 구조로 형성된 것일 수 있다.
한편, 기판(10)상에는, 전도성 물질로 이루어진 바(bar) 패턴(20c)들이 형성될 수 있다. 바 패턴(20c)은 폐루프 패턴(20a) 또는 폐루프 패턴(20b)과 조합되어 규칙적으로 배열된 것일 수 있다.
폐루프 패턴(20a), 개루프 패턴(20b), 및 바 패턴(20c)의 전도성 물질은, Au, Al, Ag, Cu, Ni 또는 Fe 등의 금속성분을 포함 할 수 있다. 최종적으로, 기판(10)과 패턴부(20)로 이루어진 EBG 패턴 층은 그 상하부에 각각 인쇄층과 보호층이 형성된 카드 형태로 제작될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 EBG 패턴은, CLL(Capacitively loaded loop)로 이루어진 폐루프 패턴(20a)과 개루프 패턴(20b)을 셀 단위로 가지며, 폐루프 패턴(20a)과 개루프 패턴(20b)이 조합되어 기판(10)상에 규칙적으로 배열된 형태로 이루어진다. 이러한, EBG 패턴은 LC 공진회로로 근사 할 수 있으며, 공진에 의한 특정 주파수 대역에서 반사 및 투과특성을 나타낸다. 이러한, 주파수 투과/반사 특성을 이용하여 보안코드를 생성하는데 활용 할 수 있다.
패턴부(20)의 공진 시, 공진 주파수 값은, 하기의 수식에서와 같이 등가 인덕턴스(L)와 등가 커패시턴스(C)에 의해 결정된다.
Figure 112009030955162-pat00001
공진 주파수(f0)에서 등가 인덕턴스(L)와 등가 커패시턴스(C) 값을 변화시킬 수 있는 변수로는, 기판(10)의 유전율(εr), 폐루프 패턴(20a)과 개루프 패턴(20b)을 이루는 라인 폭(21)과 길이, 루프 패턴들간의 간격(23), 개루프 패턴(20b)들에 형성된 갭의 폭(25) 또는 바 패턴(20c)의 길이(27) 등이 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 각각의 변수를 변화시켜가며 공진 주파수 값의 변화를 살펴보았다.
도 3 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 보안장치의 주파수 특성을 나타낸 도면이다.
도 3 내지 도 9에 도시된 그래프에서, 가로축(Frequency(GHz))의 주파수 범위는8GHz 내지 12GHz로 하였으며, 세로축의 S11 및S21은, 입력에 대한 출력 값을 로그 스케일로 나타낸 값으로서, 0에 가까울수록 낮은 차폐능을 나타내고, 절대값 이 커질수록 높은 차폐능을 나타낸다.
도 3a는 주파수 반사특성에서, 기판의 유전율(εr) 변화에 따른 공진 주파수 값의 변화를 나타낸 그래프이며, 도 3b는 주파수 투과특성에서, 기판의 유전율(εr) 변화에 따른 공진주파수 값의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 기판의 유전율(ep)을 3.8 에서 2.2까지 감소시켜가며 공진 주파수 값의 변화를 관찰하였다. 그 결과, 기판의 유전율(ep)이 작아질수록 등가 인덕턴스(L)와 등가 커패시턴스(C) 값이 감소하게 되고, 이로 인해 공진 주파수 값(f0)이 증가하는 것을 확인 할 수 있다.
도 4a는 주파수 반사특성에서, 갭의 폭 변화에 따른 공진 주파수 값의 변화를 나타낸 그래프이며, 도 4b는 주파수 투과특성에서, 갭의 폭 변화에 따른 공진 주파수 값의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 갭의 폭(25)을 0.5mm에서 2mm까지 감소시켜가며 공진 주파수 값의 변화를 관찰하였다. 그 결과, 갭의 폭(25)이 증가함에 따라 등가 커패시턴스(C)가 작아지고, 이로 인해 공진 주파수 값(f0)이 증가하는 것을 확인 할 수 있다.
도 5a는 주파수 반사특성에서, 패턴의 굵기(21) 변화에 따른 공진 주파수 값의 변화를 나타낸 그래프이며, 도 5b는 주파수 투과특성에서, 패턴의 굵기(21) 변화에 따른 공진 주파수 값의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 패턴의 굵기(21)를 0.2mm에서 0.8mm까 지 증가시켜가며 공진 주파수 값의 변화를 관찰하였다. 그 결과, 패턴의 굵기(21)가 증가함에 따라 등가 인덕턴스(L)가 작아지고, 이로 인해 공진 주파수 값(f0)이 증가하는 것을 확인 할 수 있다.
또한, 동일한 형태의 EBG 패턴을 적용했을 때, 그 패턴이 형성된 위치에 따라 주파수의 투과특성 변화가 일어날 수 있다. 즉, 도 6에 도시된 바와 같이, EBG 패턴들이 형성된 core층이 보안장치의 중앙(Height=0mm)에서 멀어질수록 실효 유전율이 작아지기 때문에, 등가 인덕턴스(L)와 등가 커패시턴스(C)가 감소하여 이로 인해 공진 주파수 값(f0)이 증가하는 것을 확인 할 수 있다.
이 밖에 공진 주파수 값을 변화시킬 수 있는 방법으로는, 각 패턴들을 전도성 물질로 형성하되, 각 패턴들의 일부분을 비전도성 물질로 형성하는 방법이 있다.
도 7 내지 도 9는 개루프 패턴들에 형성된 갭의 방향에 따른 다양한 주파수 특성을 나타낸 그래프이다.
본 발명의 일 실시예에서는, EBG 패턴을 사각형의 루프 패턴으로 하였으며, 8GHz~12GHz의 특정 주파수 범위에서 개루프 패턴(20b)들의 갭의 방향을 바꿔가며 주파수 특성을 관찰하였다. 실험에서는 EBG 패턴이 사각패턴이므로, 갭의 방향을 상하좌우의 4 방향 중 임의의 방향에 갭을 형성하였다. 그 결과, 갭의 방향에 따라, 도 7에 도시된 바와 같이, 공진 주파수가 하나의 주파수에서 나타나는 'Single Band'특성과, 도 8에 도시된 바와 같이, 두 개의 주파수에서 나타나는 'Dual Band' 특성과, 도 9에 도시된 바와 같이, 세 개의 주파수에서 나타나는 'Triple Band'특성을 나타내었다.
따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 EBG 패턴은, 기판의 유전율(εr), 갭의 크기, 패턴의 굵기, 패턴의 위치 등의 변수를 조정함으로써, 다양한 공진 주파수 값을 얻을 수 있으며, 갭의 방향에 따라서 다양한 밴드 특성을 나타낼 수 있다.
이러한 특성들은 다양한 EBG 보안코드를 생성하는데 활용할 수 있다. 즉, 임의의 주파수 대역에서 EBG 패턴의 출력 값을 검사하여 이때 공진이 일어나면 '0', 공진이 일어나지 않으면 '1'로 나타내어 EBG 보안코드를 생성할 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 EBG 패턴이 도 10에 도시된 바와 같은 주파수 차단특성을 나타내는 경우, 8GHz, 9GHz, 10GHz, 11GHz, 12GHz에서 그 출력 값을 검사하면, 11GHz에서만 공진이 일어나므로, 이를 코드 값 '0'으로 나타낼 수 있고, 나머지 검사한 주파수를 코드 값 '1'로 나타낼 수 있다. 따라서, 도 10의 주파수 검사 결과를 이용하여, '11101'의 보안코드로 구현 할 수 있다.
본 발명에 따른 기판(10) 및 패턴부(20)로 구성된 EBG 패턴은 ID 식별 및 위조 방지 등을 위한 보안제품에 이용될 수 있다. 이러한 보안제품은 EBG 패턴이 삽입된 유가 증권, 신분증 또는 보안카드일 수 있다.
이하에는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 EBG 패턴의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.
도 11 내지 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 EBG 패턴의 제조방법을 나타낸 도면이다. 이하에서 설명하는, EBG 패턴은 폐루프 패턴, 개루프 패턴이 조합되어 규칙적으로 배열된 형태의 도 1에 도시된 패턴부(20)일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 EBG 패턴의 제조방법은 에칭에 의한 방법, 스크린 프린팅에 의한 방법 및 잉크젯 프린팅에 의한 방법이다.
1-1) 에칭을 이용한 EBG 패턴의 제조방법
전도성 물질층이 형성된 기판상에 감광성 필름을 부착한 후, 감광성 필름 상에 EBG 패턴이 그려진 음성(Negative) 감광성 필름을 부착한다. 여기서, EBG 패턴은 폐루프 패턴, 개루프 패턴이 조합되어 규칙적으로 배열된 형태의 도 1에 도시된 패턴부(20)일 수 있다. 또한, 이때의 EBG 패턴에는 바 패턴이 더 포함될 수 있다. 기판상에 형성된 전도성 물질층은 Au, Al, Ag, Cu, Ni 및 Fe 중 하나 이상을 포함하는 박막인 것이 바람직하다. 기판은, 종이, PVC(Polyvinylchloride) 시트, PC(Polycarbonate) 시트, PET(Polyethyleneterephthalate) 시트, PETG(Glycol modified Polyethylene Terephthalate) 시트, PVC(Polyvinylchloride)와 ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene) 수지의 혼합물로 이루어진 시트, PC(Polycarbonate)와 PETG(Glycol modified Polyethylene Terephthalate) 수지의 혼합물로 이루어진 시트, 및 폴리에스터(Polyester)계 합성지 중 하나를 포함할 수 있다.
다음, 감광성 필름이 밀착된 기판을 노광 처리한 후, 현상하여 기판상에 필요한 패턴을 얻는다. 감광성 필름으로 마스크 되지 않은 기판상의 전도성 물질층 일부를 에칭하여 식각한다. 이후, 불필요한 감광성 필름을 제거하고, 기판상에 전도성 물질로 이루어진 EBG 패턴을 형성한다.
1-2) 실험 예
EBG 패턴 구조가 갖는 특정 주파수에 대한 투과/반사 특성을 확인하기 위해 도 11a에 도시된 바와 같이, 유전율 3.5를 갖는 동박(Cu)이 부착된 TACONIC RF 35기판을 이용하여 보안장치를 제조하였다.
먼저, 도 11a에 도시된 바와 같이, 유전율 3.5를 갖는 동박(Cu)이 부착된 TACONIC RF 35기판을 준비하고, 기판상에 감광성 필름(Hithachi chemical HS930)을 부착하고, 감광성 필름상에 EBG 패턴들이 그려진 음성 감광성 필름을 부착하여 도 11b와 같이 형성한다. EBG 패턴에서 루프 패턴의 형태는 사각(square)패턴으로 하였다. 또한, 사각패턴의 한 변의 길이는 3.55mm, 갭의 크기는 0.7mm, 패턴의 굵기는 0.7mm, 패턴간의 간격은 0.5mm로 하였다.
다음, 음성 감광성 필름이 부착된 감광성 필름을 Xenon lamp(6KW)에 약 50초에서 120초간 노출시킨 후, 현상 및 에칭 과정을 수행하여, 도 11c와 같이 기판상에 Cu로 이루어진 EBG 패턴을 형성하였다.
이러한 방법으로 형성된 패턴에 대한 주파수 특성을 확인한 결과, 8GHz~12GHz의 주파수 대역 중 9.52GHz와 11.46GHz에서 주파수 차단 특성을 나타내었다.
1-3) 실험 예
실험 예 1과 같은 방식으로 TACONIC RF 35기판의 양면에 동일한 형태의 EBG 패턴들을 도 12의 (b)+(b)'와 같이 형성하였다. 이러한 방법으로 형성된 패턴에 대한 주파수 특성을 확인한 결과, 8GHz~12GHz의 주파수 대역 중 9.28GHz와 10.4GHz에서 주파수 차단 특성을 나타내었다.
2-1) 스크린 프린팅을 이용한 EBG 패턴의 제조방법
먼저, 스크린판을 이용하여 EBG 패턴이 형성된 마스크를 형성한다.
다음, 기판상에 마스크를 밀착시키고, 마스크를 통해 기판상에 전도성 물질을 도포한다. 여기서, 전도성 물질은 Au, Al, Ag, Cu, Ni 및 Fe 중 하나 이상을 포함하는 전도성 잉크인 것이 바람직하다. 또한, 기판은, 종이, PVC(Polyvinylchloride) 시트, PC(Polycarbonate) 시트, PET(Polyethyleneterephthalate) 시트, PETG(Glycol modified Polyethylene Terephthalate) 시트, PVC(Polyvinylchloride)와 ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene) 수지의 혼합물로 이루어진 시트, PC(Polycarbonate)와PETG(Glycol modified Polyethylene Terephthalate) 수지의 혼합물로 이루어진 시트, 및 폴리에스터(Polyester)계 합성지 중 하나를 포함할 수 있다.
마지막으로, 전도성 물질이 인쇄된 기판을 UV 또는 열풍으로 소성하거나 기판상에 복수의 EBG 패턴을 형성을 반복하여 실시다.
2-2) 실험 예
먼저, 스크린 판을 이용하여 EBG 패턴이 형성된 마스크를 제작한다. 마스크의 제조방법을 설명하면 다음과 같다. 먼저, 스크린 판(300mesh)에 감광액을 도포 하여 충분히 건조시킨 후, 건조된 스크린 판에 EBG 패턴이 형성된 Positive 필름을 밀착시킨다. 이때, EBG 패턴에서 각 루프 패턴의 형태는 사각패턴으로 하였으며, 사각패턴의 한 변의 길이는 3.55mm, 갭의 크기는 0.5mm, 패턴의 굵기는 0.5mm, 패턴간의 간격은 0.5mm로 하였다. 다음, Xenon lamp(6KW)에 약 180초에서 200초간 노출시키고, 물을 분사하여 세정과정을 거친 후, 도 13a에 도시된 바와 같이, EBG 패턴이 형성된 마스크를 제작한다.
이후, 유전율 3.3266을 갖는 PC 시트상에 EBG 패턴이 형성된 마스크를 배치시키고, 배치된 마스크를 통해 전도성 잉크를 도포함으로써, PC 시트상에 EBG 패턴을 인쇄한다. 다음, 약130℃~150℃에서 20분간 전도성 잉크를 소성하여 도 13b의 EBG 패턴을 형성하였다.
이러한 방법으로 형성된 패턴에 대한 주파수 특성을 확인한 결과, 8GHz~12GHz의 주파수 대역 중 8GHz와 11.4GHz에서 주파수 차단 특성을 나타내었다.
3-1) 잉크젯 프린팅을 이용한 제조방법
잉크젯 프린팅을 이용한 제조방법은, 잉크젯 프린터를 이용하여 기판상에 EBG 패턴을 인쇄하고, 인쇄된 EBG 패턴을 소성함으로써, EBG 패턴을 형성하는 방법이다. 이때, 사용되는 전도성 물질은Au, Al, Ag, Cu, Ni 및 Fe 중 하나 이상을 포함하는 전도성 잉크인 것이 바람직하다. 또한, 기판은 종이, PVC(Polyvinylchloride) 시트, PC(Polycarbonate) 시트, PET(Polyethyleneterephthalate) 시트, PETG(Glycol modified Polyethylene Terephthalate) 시트, PVC(Polyvinylchloride)와 ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene) 수지의 혼합물로 이루어진 시트, PC(Polycarbonate)와 PETG(Glycol modified Polyethylene Terephthalate) 수지의 혼합물로 이루어진 시트, 및 폴리에스터(Polyester)계 합성지 중 하나를 포함할 수 있다.
3-2) 실험 예
먼저, 유전율 3.3266을 갖는 PC 시트를 인쇄용지로서 준비하고, 잉크젯 프린터(Xenjet 3000)를 이용하여 PC 시트상에 EBG 패턴을 인쇄함으로써, 도 14d에 도시된 바와 같은 EBG 패턴을 형성한다. 이때 EBG 패턴에서 루프 패턴은 사각패턴으로 하였으며, 사각패턴의 한 변의 길이는 3.55mm, 갭의 크기는 0.8mm, 라인의 굵기는 0.8mm, 패턴간의 간격은 0.5mm로 하였다. 또한, 전도성 잉크는 Nano type의 Cu 잉크로 하였다.
이러한 방법으로 형성된 패턴에 대한 주파수 특성을 확인한 결과, 8GHz~12GHz의 주파수 대역 중 9.07GHz와 11.72GHz에서 주파수 차단 특성을 나타내었다.
이상에서 보는 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시 될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로, 이상에서 기한 실시 예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후 술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 EBG 패턴을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐루프 패턴, 개루프 패턴 및 바 패턴의 일례를 나타낸 도면.
도 3a는 주파수 반사특성에서, 기판의 유전율 변화에 따른 공진 주파수 값의 변화를 나타낸 도면.
도 3b는 주파수 투과특성에서, 기판의 유전율 변화에 따른 공진주파수 값의 변화를 나타낸 도면.
도 4a는 주파수 반사특성에서, 갭의 크기 변화에 따른 공진 주파수 값의 변화를 나타낸 도면.
도 4b는 주파수 투과특성에서, 갭의 크기 변화에 따른 공진 주파수 값의 변화를 나타낸 도면.
도 5a는 주파수 반사특성에서, 패턴의 굵기 변화에 따른 공진 주파수 값의 변화를 나타낸 도면.
도 5b는 주파수 투과특성에서, 패턴의 굵기 변화에 따른 공진 주파수 값의 변화를 나타낸 도면.
도 6는 패턴의 위치에 따른 주파수 투과특성의 변화를 나타낸 도면.
도 7은 공진주파수가 한 주파수에서 나타나는 패턴과 그 주파수 특성을 나타낸 도면.
도 8은 공진주파수가 두 주파수에서 나타나는 패턴과 그 주파수 특성을 나타 낸 도면.
도 9는 공진주파수가 두 주파수에서 나타나는 패턴과 그 주파수 특성을 나타낸 도면.
도 10은 본 발명의 EBG 패턴을 이용한 보안코드 생성방법의 일례를 나타낸 도면.
도 11 내지 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 EBG 패턴의 제조방법을 나타낸 도면.

Claims (14)

  1. 전자기 밴드갭(Electromagnetic Band Gap, EBG) 패턴으로서,
    부도체의 기판; 및
    상기 기판 상에 전도성 물질로 형성되며, 서로 이격 배치된 폐루프 패턴과 개루프 패턴을 복수로 가지며, 상기 복수의 폐루프 패턴 및 상기 복수의 개루프 패턴이 조합되어 규칙적으로 배열된 패턴부
    를 포함하는 EBG 패턴.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 패턴부는,
    상기 기판상에 전도성 물질로 형성되며, 상기 복수의 개루프 패턴 또는 상기 복수의 폐루프 패턴과 조합되어 규칙적으로 배열된 복수의 바(bar) 패턴을 더 포함하는, EBG 패턴.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 전도성 물질은 Au, Al, Ag, Cu, Ni 및 Fe 중 하나 이상을 포함하는, EBG 패턴.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 기판은,
    종이, PVC(Polyvinylchloride) 시트, PC(Polycarbonate) 시트, PET(Polyethyleneterephthalate) 시트, PETG(Glycol modified Polyethylene Terephthalate) 시트, PVC(Polyvinylchloride)와 ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene) 수지의 혼합물로 이루어진 시트, PC(Polycarbonate)와 PETG(Glycol modified Polyethylene Terephthalate) 수지의 혼합물로 이루어진 시트 및 폴리에스터(Polyester)계 합성지 중 하나를 포함하는, EBG 패턴.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 패턴부는 일정 주파수 대역에서 공진하고,
    상기 공진 시, 공진 주파수 값은,
    상기 기판의 유전율, 상기 복수의 폐루프 패턴 및 상기 복수의 개루프 패턴의 라인 폭과 길이, 상기 조합된 복수의 폐루프 패턴 및 복수의 개루프 패턴간의 간격, 또는 상기 개루프 패턴의 갭 크기에 따라 변화하는, EBG 패턴.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 폐루프 패턴 및 상기 복수의 개루프 패턴은 사각형이며,
    상기 사각형의 개루프 패턴들 각각에 형성된 갭은 상하좌우의 방향 중 임의의 어느 한 방향에서 형성되고,
    상기 패턴부는, 일정 주파수 대역에서 공진하되,
    상기 사각형의 개루프 패턴들 각각에 형성된 갭의 방향에 따라 한 번 이상 공진하는, EBG 패턴.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 패턴부는 일정 주파수 대역에서 공진하고,
    상기 공진 시, 공진 주파수 값은,
    상기 기판의 유전율, 상기 복수의 폐루프 패턴 및 상기 복수의 개루프 패턴의 라인 폭과 길이, 상기 조합된 복수의 폐루프 패턴 및 복수의 개루프 패턴간의 간격, 상기 개루프 패턴의 갭 크기, 또는 상기 바 패턴의 길이에 따라 변화하는, EBG 패턴.
  8. 제1항의 EBG 패턴을 제조하는 방법으로서,
    상기 전도성 물질층이 형성된 기판상에 감광성 필름을 부착하고, 상기 감광성 필름상에 상기 패턴부가 그려진 음성 감광성 필름을 부착하는 단계;
    상기 음성 감광성 필름이 부착된 감광성 필름을 노광 처리하는 단계;
    상기 노광 처리된 감광성 필름을 현상하여 상기 감광성 필름상에 상기 패턴부를 형성하는 단계; 및
    상기 현상된 감광성 필름을 이용하여 상기 기판상의 상기 전도성 물질층 일부를 에칭하고, 상기 기판상에 상기 전도성 물질로 이루어진 상기 패턴부를 형성하는 단계
    를 포함하는 EBG 패턴의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 전도성 물질층은 Au, Al, Ag, Cu, Ni 및 Fe 중 하나 이상을 포함하는 박막인, EBG 패턴의 제조방법.
  10. 제1항의 EBG 패턴을 제조하는 방법으로서,
    스크린 판을 이용하여 상기 패턴부가 형성된 마스크를 형성하는 단계
    상기 기판상에 상기 마스크를 밀착시키고, 상기 마스크를 통해 상기 기판상에 전도성 물질을 도포하는 단계; 및
    상기 전도성 물질이 도포된 기판을 소성하여 상기 기판상에 상기 전도성 물질로 이루어진 상기 패턴부를 형성하는 단계
    를 포함하는 EBG 패턴의 제조방법.
  11. 제1항의 EBG 패턴을 제조하는 방법으로서,
    잉크젯 프린팅 방식을 이용하여 상기 기판상에 전도성 물질로 이루어진 상기 패턴부를 형성하는 단계; 및
    상기 기판상에 형성된 상기 패턴부를 소성하여 EBG 패턴을 형성하는 EBG 패턴의 제조방법.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 전도성 물질은 Au, Al, Ag, Cu, Ni 및 Fe 중 하나 이상을 포함하는 전도성 잉크인, EBG 패턴의 제조방법.
  13. 제8항, 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 기판은,
    종이, PVC(Polyvinylchloride) 시트, PC(Polycarbonate) 시트, PET(Polyethyleneterephthalate) 시트, PETG(Glycol modified Polyethylene Terephthalate) 시트, PVC(Polyvinylchloride)와 ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene)수지의 혼합물로 이루어진 시트, PC(Polycarbonate)와 PETG(Glycol modified Polyethylene Terephthalate)수지의 혼합물로 이루어진 시트, 및 폴리에스터(Polyester)계 합성지 중 하나를 포함하는, EBG 패턴의 제조방법.
  14. ID 식별 및 위조방지를 위한 보안제품으로서,
    부도체의 기판, 및 상기 기판 상에 전도성 물질로 형성되며 서로 이격 배치된 폐루프 패턴과 개루프 패턴을 복수로 가지며 상기 복수의 폐루프 패턴 및 상기 복수의 개루프 패턴이 조합되어 규칙적으로 배열된 패턴부를 포함하는 EBG 패턴을 포함하는, 보안제품.
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