KR101281194B1

KR101281194B1 - 안테나가 인쇄된 휴대폰 케이스 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101281194B1
Application number: KR1020110081754A
Authority: KR
Inventors: 이동재; 현동훈
Original assignee: 현동훈; 이동재
Priority date: 2010-08-23
Filing date: 2011-08-17
Publication date: 2013-07-02
Also published as: KR20120018722A

Abstract

휴대폰 케이스에 안테나를 인쇄하는 방법이 개시된다. 본 발명의 휴대폰 케이스에 안테나를 인쇄하는 방법은, a) 안테나가 인쇄될 휴대폰 케이스를 제조하여 인쇄영역의 불순물을 제거하는 단계;
b) 상기 인쇄영역에 은과 탄소나노튜브가 결합되어 이루어진 복합체 45 - 75중량%, 레진 5 - 15중량%, 용매 15 - 25중량%, 계면활성제 5 - 15중량%로 이루어진 도전성 인쇄 페이스트를 이용하여 안테나 패턴을 인쇄하는 단계; 및
c) 휴대폰 케이스에 안테나 패턴이 인쇄되면, 안테나 패턴을 보호하기 위한 보호층을 코팅하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 휴대폰 케이스의 내측에 안테나를 인쇄방식으로 구비시킴으로써 성능은 우수하면서 제조단가를 현저하게 낮출 수 있고, 제조공정을 단순화시켜 용이하게 실시할 수 있으며, 각 공정에서의 불량에 따른 비용을 절감할 수 있어서 경제적인 효과를 제공할 수 있게 된다.

Description

안테나가 인쇄된 휴대폰 케이스 및 그 제조방법{MOBILE PHONE CASE PRINTING ANTENNA AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 안테나가 인쇄된 휴대폰 케이스 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 은과 탄소나노튜브를 함유하여 전도도가 우수한 복합체를 함유한 인쇄용 페이스트를 이용하여 휴대폰 케이스에 직접 안테나를 인쇄함으로써 안테나를 휴대폰 케이스에 결합시키는 제작공정이 현저하게 단순화될 수 있고, 제작비용이 절감될 수 있는 안테나가 인쇄된 휴대폰 케이스 및 그 제조방법에 관한 것이다.

현재 휴대폰, PDA, 노트북 컴퓨터 등 이동통신 단말기는 현대사회에서 없어서는 안될 중요한 장치로 자리 잡아가고 있다. 이러한 이동통신 단말기는 이동통신(Mobile Telecommunication) 기술의 발달에 의해 급속도로 현대사회의 필수장치로 자리매김하고 있는 것이다.

이러한 이동통신 기술의 발달 따라 주파수의 활용 범위가 증대되고 있으며, 이에 따라 광대역 특성을 갖는 안테나(Antenna)의 연구가 활발히 진행되고 있는 실정이다. 3세대 이동통신이라 불리는 IMT-2000(International Mobile Telecommunication 2000) 서비스와 더불어 4세대 이동통신 광대역 디지털 이동통신 시스템으로서 개발이 이루어지고 있다. 이에 따라 개인 이동 단말기는 점차 소형화, 경량화, 다 기능화 되는 추세이며, 단말기의 시장 경쟁력을 확보하기 위하여 부품들의 고 효율화, 소형화 및 저 전력화를 결정하는 매우 중요한 부품으로서 새로운 형태의 이동통신 형태에 따라 적합한 세로운 모델 개발이 필수적이다.

RF를 이용하는 근거리 통신은 현재 많은 발전을 거듭하여 다양한 분야에 사용되고 있다. 대표적으로는 RFID가 있다. 이것은 RF를 이용하여 단말기의 ID를 알아내고 인식하는 시스템에 관한 것이며, 다른 것으로는 휴대폰을 이용한 근거리 통신으로 엠커머스 기능을 제공하는 것이 개발되고 있다. 이는 휴대폰의 배터리나 케이스에 루프 안테나를 삽입시켜 루프 안테나와 리더기 간에 통신이 이루어지도록 하는 방식으로 전자결제, 교통카드, 신용결제 등에 이용된다.

여기에 더 나아가 요즘은 휴대폰의 배터리나 케이스에 내장하던 방식을 지양하고 안테나를 휴대폰 케이스의 적층 구조 사이에 압착하여 심플한 느낌을 줄 수 있도록 한 제품들이 개발되고 있다.

이와 같이 안테나를 휴대폰 케이스의 적층 구조 사이에 압착하여 사용하는 방식은 휴대폰의 크기와 부피를 줄일 수 있는 장점이 있다. 그러나, 이러한 방식은 안테나의 종류를 선택하는데 한계가 있으며, 특히 휴대폰 케이스를 적층시켜 사용한다는 면에서 휴대폰 케이스의 외관 디자인이 매우 단순한 형태로 제작되어야 하는 문제가 있어왔다.

또한, 이러한 이유로 필름형 루프 안테나를 별도로 제작하고, 이 안테나를 케이스의 사출 시 금형 내부에 삽입하여 사출하는 이른바 인몰드방식이 개발되었으나, 이는 사출공정에서의 성형불량과 사출 후 도장 공정에서 도장불량이 발생할 때 안테나까지 폐기되어야 하는 비용 문제를 갖고 있었던 것이다.

한편, 국내공개특허 제10-2008-0016139호에는 안테나 형성방법이 제공되어 있다. 이러한 선행기술은 휠러 및 금속 성분을 포함하는 레이저-반응제와 베이스 폴리머를 혼합한 후, 이 복합 폴리머로 플라스틱 사출물(100)을 성형하고, 이 사출물(100)의 표면에 구리, 니켈, 금 등으로 도금을 하여 안테나 패턴(120)을 형성하도록 된 것이다. 이때, 패턴(120)과 연결되는 접점(122)를 형성하여 안테나를 형성하는 것이다.

그러나, 이와 같은 종래기술에 의한 안테나 형성방법은, 안테나 패턴을 구리, 니켈, 금 등과 같은 금속으로 도금하여 형성하였기 때문에 안테나로서의 충분한 성능을 발휘하지 못하는 문제점이 있었다. 또한, 도금을 이용하여 패턴을 형성함으로써 미세한 패턴의 형성이 곤란한 문제점도 있었던 것이다.

국내공개특허 제10-2008-0016139호(공개일자 2008.02.21.)

본 발명의 기술적 과제는, 휴대폰용 안테나를 휴대폰 케이스에 인몰드 방식이 아닌 인쇄방식으로 구비시킴으로써 성능은 우수하면서 제조단가를 현저하게 낮출 수 있고, 제조작업을 단순화시켜 용이하게 실시할 수 있으며, 제품의 불량에 따른 비용을 절감할 수 있는 수단을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, a) 안테나가 인쇄될 휴대폰 케이스를 제조하여 인쇄영역의 불순물을 제거하는 단계;

b) 상기 인쇄영역에 은과 탄소나노튜브가 결합되어 이루어진 복합체 45 - 75중량%, 레진 5 - 15중량%, 용매 15 - 25중량%, 계면활성제 5 - 15중량%로 이루어진 도전성 인쇄 페이스트를 이용하여 안테나 패턴을 인쇄하는 단계; 및

c) 휴대폰 케이스에 안테나 패턴이 인쇄되면, 안테나 패턴을 보호하기 위한 보호층을 코팅하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 휴대폰 케이스에 안테나를 인쇄하는 방법에 의하여 달성된다.

상기 복합체는,

b-1) 탄소나노튜브를 전처리한 후 탄소나노튜브와 지방산을 혼합하되, 상기 탄소나노튜브가 고르게 분산되도록 탄소나노튜브에 관능기를 붙인 후 관능기가 붙은 탄소나노튜브와 지방산을 혼합하여 지방산 코팅용액을 제조하는 단계;

b-2) 용융된 은을 열 분사하는 단계; 및

b-3) 열 분사된 구형의 은 입자에 상기 지방산 코팅용액을 코팅하여 은 입자에 지방산을 코팅함과 동시에 탄소나노튜브를 결합하는 단계에 의해 제조되어 은입자 들이 탄소나노튜브에 의해 상호 연결되어 도전성을 갖는 것이다.

상기 탄소나노튜브를 전처리하는 단계로서,

상기 탄소나노튜브를 0.1 - 1㎛의 크기로 절단하는 단계를 더 포함하는 것이다.

상기 탄소나노튜브를 전처리하는 단계로서,

절단된 상기 탄소나노튜브를 열처리하여 결정도를 높이는 단계를 더 포함하는 것이다.

상기 관능기는,

-COOH, -OH, -NH2 및 -CH2COCH3 그룹으로부터 선택된 어느 하나 이상의 관능기인 것이다.

상기 b-3) 단계는,

상기 탄소나노튜브가 분산되어 혼합된 지방산 코팅용액으로 코팅되어 탄소나노튜브가 결합된 은 입자를 롤밀 작업하여 플레이크 형상으로 성형하는 단계를 더 포함하는 것이다.

상기 c) 단계는,

상기 안테나 패턴의 선택된 영역에 단자부를 형성하는 단계를 더 포함하는 것이다.

상기 c) 단계는,

인쇄된 상기 안테나 패턴 위에 금을 도금하여 단자부를 형성하는 단계를 더 포함하는 것이다.

한편, 전술한 휴대폰 케이스에 안테나를 인쇄하는 방법으로 안테나가 인쇄되어 제조된 것을 특징으로 하는 안테나가 인쇄된 휴대폰 케이스를 제공한다.

또한, 은과 탄소나노튜브가 결합되어 이루어진 복합체 45 - 75중량%, 레진 5 - 15중량%, 용매 15 - 25중량%, 계면활성제 5 - 15중량%로 이루어진 도전성 인쇄 페이스트를 이용하여 휴대폰 케이스의 내측면에 안테나 패턴이 인쇄되어 형성되고,

상기 안테나 패턴의 상부에는 상기 안테나 패턴을 보호하기 위하여 보호층이 코팅되며,

상기 안테나 패턴의 선택된 영역에는 인쇄회로기판과 접속되기 위한 단자부가 형성된 것을 특징으로 하는 안테나가 인쇄된 휴대폰 케이스를 제공한다.

상기 단자부는 상기 안테나 패턴의 위에 금을 도금하여 이루어진 것이다.

상기 은과 탄소나노튜브가 결합되어 이루어진 복합체는,

전처리한 탄소나노튜브에 관능기를 붙인 후 관능기가 붙은 탄소나노튜브와 지방산을 혼합하고,

탄소나노튜브와 지방산이 혼합되어 이루어진 지방산 코팅용액을 용융되어 열 분사된 은 입자에 코팅하여 은 입자에 지방산을 코팅함과 동시에 탄소나노튜브를 결합하여 이루어진 것이다.

상기 복합체는,

상기 탄소나노튜브가 분산되어 혼합된 지방산 코팅용액으로 코팅되어 탄소나노튜브가 결합된 은 입자를 롤밀 작업하여 플레이크 형상으로 성형한 것이다.

상기 관능기는,

본 발명에 의하면, 휴대폰 케이스의 내측에 안테나를 인쇄방식으로 구비시킴으로써 성능은 우수하면서 제조단가를 현저하게 낮출 수 있고, 제조공정을 단순화시켜 용이하게 실시할 수 있으며, 각 공정에서의 불량에 따른 비용을 절감할 수 있어서 경제적인 효과를 제공할 수 있게 된다.

또한, 휴대폰 케이스에 안테나가 인쇄되어 구비되므로, 휴대폰의 소형 경량화 및 디자인 자유도의 확보가 가능하게 되며, 미세한 패턴의 형성으로 휴대폰의 수신성능을 향상시킬 수 있게 된다.

도 1은 종래기술에 의한 안테나가 도금된 휴대폰 케이스를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 휴대폰 케이스를 도시한 개략도이다.
도 3은 도 1에 도시된 휴대폰 케이스에 인쇄된 안테나 패턴을 설명하기 위한 개략적 단면도이다.
도 4는 휴대폰 케이스에 안테나를 인쇄하는 방법을 설명하기 위한 개략적 블럭도이다.
도 5는 본 발명에 따른 은 - 탄소나노튜브를 포함하는 복합체를 제조하는 방법을 설명하기 위한 개략적 블럭도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 은 - 탄소나노튜브를 포함하는 복합체의 확대(전자현미경)사진이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

첨부된 도면 중에서 도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 휴대폰 케이스를 도시한 개략도이고, 도 3은 도 1에 도시된 휴대폰 케이스에 인쇄된 안테나 패턴을 설명하기 위한 개략적 단면도이며, 도 4는 휴대폰 케이스에 안테나를 인쇄하는 방법을 설명하기 위한 개략적 블럭도이다. 그리고, 도 5는 본 발명에 따른 은 - 탄소나노튜브를 포함하는 복합체를 제조하는 방법을 설명하기 위한 개략적 블럭도이다.

도 2 내지 도 5를 토대로 본 발명에 따른 휴대폰 케이스에 안테나를 인쇄하는 방법을 구체적으로 설명하기로 한다.

먼저, 안테나 패턴(20)을 인쇄하기 위한 계획을 수립하고, 구조를 결정한다. 그리고, 휴대폰 케이스(10)에 인쇄될 안테나 패턴(20)을 설계한다. 이어서, 인쇄작업에 필요한 지그몰드를 설계하고, 지그몰드를 제작한다.

이러한 과정이 완료되면, 다음 단계를 거쳐 휴대폰 케이스(10)에 안테나 패턴(20)을 인쇄한다.

a) 단계

통신 단말기, 예를 들면, 휴대폰의 케이스(10)에 안테나 패턴(20)을 직접 인쇄하기 위해서는, 안테나 패턴(20)이 인쇄될 휴대폰 케이스(10)를 제조하여 안테나 패턴(20)이 인쇄될 영역을 세척하거나 약품처리하여 불순물을 제거한다. 이는 안테나 패턴(20)이 안정적으로 인쇄되도록 하기 위한 것이다. 또한, 안테나 패턴(20)이 인쇄될 영역을 다양한 방법으로 에칭과 같은 표면처리를 할 수도 있다. 이러한 표면처리는 전술한 바와 같이 안테나 패턴(20)이 안정적으로 인쇄되도록 하여 휴대폰 케이스(10)의 뒤틀림과 같은 변형시 안테나 패턴(20)이 휴대폰 케이스(10)로부터 박리되거나 변형되는 현상을 방지하기 위한 것이다.

b) 단계

안테나 패턴(20)이 인쇄될 휴대폰 케이스(10)의 표면처리가 완료되면 도전성 인쇄 페이스트를 이용하여 인쇄영역에 안테나 패턴(20)을 인쇄한다.

휴대폰 케이스(10)에 도전성 인쇄 페이스트는 은과 탄소나노튜브가 결합되어 이루어진 복합체 40 - 85중량%, 레진 3 - 15중량%, 용매 10 - 30중량%, 계면활성제 2 - 15중량%로 이루어진다. 은과 탄소나노튜브로 이루어진 복합체는 다양한 도전성 물질에 비하여 현저하게 상승된 전기 전도도를 갖는 것으로, 플레이크 상의 은 입자들을 탄소나노튜브가 상호 연결하도록 하게 함으로써 높은 전기 전도도를 갖는 것이다.

이러한 은-탄소나노튜브 복합체의 제조방법을 첨부된 도면 중에서 도 5를 토대로 살펴보면 다음과 같다.

은-탄소나노튜브 복합체는 탄소나노튜브를 전처리한 후 탄소나노튜브와 지방산을 혼합하되, 탄소나노튜브가 고르게 분산되도록 탄소나노튜브에 관능기를 붙인 후 관능기가 붙은 탄소나노튜브와 지방산을 혼합하여 지방산 코팅용액을 제조하는 단계와, 용융된 은을 열 분사하는 단계 및 열 분사된 구형의 은 입자에 상기 지방산 코팅용액을 코팅하여 은 입자에 지방산을 코팅함과 동시에 탄소나노튜브를 결합하는 단계에 의해 제조된다.

이를 보다 구체적으로 살펴본다.

먼저, 탄소나노튜브를 전처리하는 단계로서, 탄소나노튜브를 0.1 - 1㎛의 크기로 절단하고, 절단된 탄소나노튜브를 열처리하여 결정도를 높이는 것이 바람직하다. 즉, 탄소나노튜브의 원료인 탄화수소(CnHn)의 분해온도인 400℃ - 600℃에서 1 - 2 시간 동안 가열처리한다. 이 과정으로 인하여 탄소나노튜브의 표면에 남아있는 비정질 탄소(amorphous carbon)를 제거시켜서 탄소나노튜브의 결정도를 높이고, 전기전도성을 향상시키게 된다.

그리고, 열처리가 진행된 탄소나노튜브에 관능기를 붙이고, 관능기를 갖는 탄소나노튜브가 고르게 분산된 지방산 코팅용액을 제조한다. 이때, 탄소나노튜브에 관능기를 붙이는 것은 본원이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 것으로, 예를 들면, 열처리가 된 탄소나노튜브를 질산과 황산의 혼합산 용액에 넣고 환류시키거나 소정시간 동안 초음파 처리하게 되면 탄소나노튜브가 산화되어 그 표면을 따라 -COOH 그룹이 형성되는 것이다. 이때, 통상의 기술자에 따라 초음파처리를 하거나 초음파처리를 하지 않기도 하고, 황산과 질산의 비율을 달리하거나 질산 단독으로 사용하기도 한다. 그리고, 최종적으로는 관능기가 붙은 탄소나노튜브는 순수로 세척한 후 여과하여 얻을 수 있다.

그리고, 전술한 관능기는, -COOH, -OH, -NH2 및 -CH2COCH3 그룹으로부터 선택된 어느 하나 이상의 관능기로 이루어진다. 이러한 관능기는 전술한 것들에 국한되는 것은 아니며, 은에 코팅되는 지방산의 종류에 따라서 다양한 관능기가 사용될 수 있는 것이다. 즉, 다양한 종류의 지방산이 사용될 수 있고, 이에 따라 다양한 관능기가 사용될 수 있는 것이다.

한편, 본 실시 예에서는 지방산으로서 올레익산(Oleic acid)을 사용한다.

이와 같이 탄소나노튜브에 관능기를 붙이는 것은 탄소나노튜브가 소수성으로 지방산과 혼합시에 균일하게 분산되지 않고 따로 자기들끼리 뭉치는 경향이 있기 때문에 탄소나노튜브의 표면에 지방산과 반응할 수 있는 관능기를 붙인 후 혼합함으로써 지방산 내에서 고르게 분산시킬 수 있기 때문이다.

이때, 지방산 70중량% - 99중량%, 탄소나노튜브는 1중량% - 30중량%로 혼합하는 것이 바람직하다. 이는 지방산에 탄소나노튜브를 가능한 포화상태로 배합하여 은 입자의 표면에 코팅하기 위한 것이다. 따라서, 탄소나노튜브를 1중량%이하로 혼합할 경우 포화상태가 되기 어렵고, 30중량% 이상으로 혼합할 경우에는 지방산의 양이 줄어들게 되어 그 기능이 저하될 수 있으므로, 바람직하게는 2 - 15중량%의 탄소나노튜브와 85 - 98중량%의 지방산을 혼합하여 지방산 코팅용액을 제조한다.

이어서, 용융된 은을 열 분사를 실시한다. 은을 열 분사하게 되면, 은(Ag)은 구형의 입자상태가 된다. 이와 같이 열 분사되어 구형으로 된 은 입자에 전술한 과정에서 제조된 지방산 코팅용액을 분사한다. 즉, 관능기가 붙은 탄소나노튜브가 고루 분산된 지방산 코팅용액을 열 분사된 은 입자에 분사하여 은 입자를 지방산으로 코팅하는 것이다. 이러한 지방산 코팅공정은 지방산이 은 입자의 표면에 코팅되어 은 입자의 산화를 방지하기 위한 것이다.

다시 설명하면, 지방산은 은의 산화를 방지하기 위한 것으로, 이러한 지방산을 은 입자에 분사하여 코팅함으로써 은의 산화가 방지된다. 그러나, 이러한 지방산은 은의 전도성을 저하시키는 원인(은 입자들 간의 접촉을 지방산이 방해함)이 되기 때문에 일반적으로는 0.2%정도(은 입자 무게에 대한 중량비)의 극미량만 사용되는 실정이나, 본 실시 예에서는 전도성이 가장 뛰어난 탄소나노튜브가 지방산에 포화상태로 고루 분산되어 있으므로 충분한 양의 지방산을 사용하여 은의 산화를 방지함과 동시에 전도성을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

이상에서와 같이 탄소나노튜브가 분산되어 혼합된 지방산 코팅용액을 은 입자에 분사하여 은 입자를 지방산으로 코팅하는 공정을 거침으로써, 은 입자에는 짧게 절단된 수많은 탄소나노튜브가 지방산 코팅액에 의해 은 입자의 표면에 털(또는 가시)처럼 부착된 상태, 즉, 탄소나노튜브가 은 입자에 털이나 가시처럼 표면을 덮은 상태가 된다. 또 다른 표현으로, 각각의 탄소나노튜브가 지방산 코팅액에 의해 방사형으로 외측을 향하여 선 상태로 은 입자에 결합된 상태가 되는 것이다. 또는 탄소나노튜브들이 서로 엉켜 은 입자의 표면을 덮어 결합된 것이다. 이는 탄소나노튜브가 0.1 - 1㎛의 크기로 절단되어 있기 때문에 지방산 코팅용액에 골고루 분산될 수 있고, 이러한 지방산 코팅용액이 은 입자에 분사되어 은 입자를 감싸 산화를 방지하게 되고, 이와 동시에, 탄소나노튜브들을 다양한 형태, 특히 은 입자의 표면에 털이나 가시처럼 부착(결합)되도록 결합 매개체 역할을 하기 때문이다.

이어서, 탄소나노튜브들이 골고루 분산되어 혼합된 지방산 코팅용액으로 코팅된 은 입자를 롤밀 작업을 수행한다. 이는 구 형상의 은 입자를 납작하게 성형하기 위한 것으로, 이와 같이 은 입자를 롤밀로 통과시키게 되면, 은 입자는 플레이크(flake) 형상이 된다. 그리고, 은 입자의 표면에는 탄소나노튜브들이 털이나 가시처럼 표면을 덮은 상태가 되는 것이다. 즉, 탄소나노튜브들이 표면을 덮은 상태로 부착된 구 형상의 은 입자(10)를 롤로 통과시키게 되면 도 4a에 도시된 바와 같이 은 입자는 마치 잎사귀와 같은 형상을 갖게 되고, 이러한 형상의 은 입자의 표면이나 가장자리에 가시나 털이 덮은 것과 같은 형상을 갖게 되는 것이다.

이와 같이 구 형상의 은 입자를 롤밀 작업으로 플레이크 형상으로 성형하는 것은 초 박막을 형성하기 위한 것이다. 즉, 구 형상의 은 입자를 플레이크 형상으로 성형함으로써 초 박막의 형성이 가능하도록 하기 위한 것이다.

첨부된 도면 중에서 도 6 및 도 7에는 롤밀 작업에 의해 플레이크 형상으로 성형되고, 은 입자의 표면에 탄소나노튜브가 가시나 털이 덮은 것과 같은 형상의 복합체가 도시되어 있다. 즉, 도 6 및 도 7 에는 도시된 바와 같이 납작해진 은 입자의 표면에는 무수히 많은 탄소나노튜브가 털과 같이 부착되어 있음을 확인할 수 있다.

한편, 이상에서와 같이 제조된 은-탄소나노튜브 복합체가 40중량% 이하로 혼합될 경우 충분한 도전성을 기대하기 어렵고, 85중량% 이상으로 혼합될 경우 높은 도전성을 기대할 수 있으나, 제조단가의 상승과 인쇄작업성이 저하될 수 있다. 따라서, 55-65중량%, 더욱 바람직하게는 60중량%를 혼합하는 것이 가장 바람직하다. 그리고, 레진은 3중량%이하로 혼합할 경우 바인더로서의 기능이 저하되며, 15중량% 이상으로 혼합할 경우 전도성을 저하시키는 원인이 된다. 따라서, 바람직하게는 10중량%를 혼합한다. 그리고, 용매는 10중량% 이하로 혼합할 경우 희석제로서의 기능이 저하되어 작업성이 어려워지게 되고, 30중량% 이상으로 혼합할 경우 점도가 너무 저하되어 인쇄 작업시 정확성과 도막의 전도성이 저하된다. 따라서, 바람직하게는 20중량%를 혼합한다. 한편, 계면활성제를 2중량% 이하로 혼합할 경우 분산성이 저하되고, 15중량% 이상으로 혼합할 경우 분산성은 향상되나 기타 도전성이나 도막 안정성 등이 저하될 수 있다. 따라서, 바람직하게는 10중량%를 혼합한다.

이상에서 각 성분의 혼합량은 안테나 패턴(20)의 두께나 휴대폰 케이스(10)의 종류 등에 따라 다양하게 구성될 수 있다.

이와 같이 조성된 도전성 인쇄 페이스트를 다양한 방법으로 휴대폰 케이스(10)에 안테나 패턴(20)을 다양한 방식으로 인쇄한다. 예를 들면, 스크린인쇄, 패드인쇄 등의 방식을 이용하여 인쇄한다. 이때, 안테나 패턴(20)을 인쇄하는 방법은 어느 한 방식에 한정되지 않으며, 도전성 인쇄 페이스트를 이용하여 휴대폰 케이스(10)에 도막을 안정적으로 인쇄할 수 있는 방식은 모두 적용될 수 있다.

예를 들면, 경화조건에 의해서 고온소성타입(후막 페이스트)와 저온 경화건조타입(수지형)으로 구분할 수 있는데, 이러한 타입 중에서 본 실시 예에 가장 적합한 타입이 적용될 수 있는 것이다.

c) 단계

전술한 단계에 의해 휴대폰 케이스(10)에 안테나 패턴(20)이 인쇄되면, 안테나 패턴(20)을 보호하기 위한 보호층(30)을 코팅한다. 이 보호층(30)은 안테나 패턴(20)이 긁힘이나 들뜸, 변형 등을 최소화하거나 방지하기 위한 것으로, 긁힘에 강한 재질을 안테나 패턴(20)에 도포하여 경화시킴으로써 완성된다. 이때, 얇은 보호필름을 접착시켜 보호층(30)을 형성하거나 전술한 바와 같이 페인팅하여 보호층(30)을 형성할 수 있다.

이러한 보호층(30)은 여러층으로 형성될 수도 있음은 당연하다. 즉, 접착층, 강화층, 차폐층, 지지층 등으로 구성될 수 있는 것이다. 이는 안테나 패턴(20)이 외부 물질이나 충격에 의해 손상되는 것을 방지하고, 들뜨는 현상을 방지하는 역할을 하게 된다.

한편, 전술한 보호층(30)을 형성하기 전에 안테나 패턴(20)의 선택된 영역에 단자부(40)를 형성하는 것이 바람직하다. 이 단자부(40)는 단말기(휴대폰 등)의 내부 회로 연결되기 위한 것으로, 안테나 패턴(20)의 위에 금을 도금하는 등의 과정을 거쳐 형성한다.

이상에서와 같은 과정으로 제조되어 도 2에 도시된 바와 같이 휴대폰 케이스(10)의 내측면에 도전성 인쇄 페이스트를 이용하여 인쇄된 안테나 패턴(20)이 형성되고, 안테나 패턴(20)의 상부에는 안테나 패턴(20)을 보호하기 위하여 보호층(30)이 코팅되며, 안테나 패턴(20)의 선택된 영역에는 단말기의 인쇄회로기판과 접속되기 위한 단자부(40)가 형성되기 때문에, 휴대폰에 안테나를 장착하거나 부착하는 등의 결합작업이 용이하고 신속하게 이루어질 수 있게 된다. 따라서, 필름형태의 안테나를 휴대폰 케이스(10)의 사출시 그 내부에 위치시킨 상태로 사출하는 인몰드방식 등의 어려운 작업 공정이 불필요하게 되는 것이다.

즉, 안테나 패턴(20)을 휴대폰 케이스(10)에 직접 인쇄하여 구비시킴으로써 안테나를 결합시킨 휴대폰 케이스(10)의 제조작업을 단순화시킬 수 있고, 제조단가를 현저하게 낮출 수 있으며, 또한 휴대폰 케이스(10)에 안테나가 인쇄되어 구비되므로, 휴대폰의 소형 경량화 및 디자인 자유도의 확보가 가능하게 되며, 미세한 패턴의 형성으로 휴대폰의 수신성능을 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 은-탄소나노튜브로 이루어진 복합체를 포함하는 도전성 인쇄 페이스트를 이용하여 안테나를 인쇄하게 되므로 안테나를 초 박막상태로 인쇄할 수 있을 뿐만 아니라, 초 박박상태에서도 도막안정성과 전기 전도성이 향상될 수 있게 된다.

앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

10 : 휴대폰 케이스 20 : 안테나 패턴
30 : 보호층 40 : 단자

Claims

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a) 안테나가 인쇄될 휴대폰 케이스를 제조하여 인쇄영역의 불순물을 제거하는 단계;
b) 상기 인쇄영역에 은과 탄소나노튜브가 결합되어 이루어진 복합체 45 - 75중량%, 레진 5 - 15중량%, 용매 15 - 25중량%, 계면활성제 5 - 15중량%로 이루어진 도전성 인쇄 페이스트를 이용하여 안테나 패턴을 인쇄하는 단계; 및
c) 휴대폰 케이스에 안테나 패턴이 인쇄되면, 안테나 패턴을 보호하기 위한 보호층을 코팅하는 단계로 이루어지고,
상기 b) 단계의 상기 복합체는,
b-1) 탄소나노튜브를 전처리한 후 탄소나노튜브와 지방산을 혼합하되, 상기 탄소나노튜브가 고르게 분산되도록 탄소나노튜브에 관능기를 붙인 후 관능기가 붙은 탄소나노튜브와 지방산을 혼합하여 지방산 코팅용액을 제조하는 단계;
b-2) 용융된 은을 열 분사하는 단계; 및
b-3) 열 분사된 구형의 은 입자에 상기 지방산 코팅용액을 코팅하여 은 입자에 지방산을 코팅함과 동시에 탄소나노튜브를 결합하는 단계에 의해 제조되어 은입자 들이 탄소나노튜브에 의해 상호 연결되어 도전성을 갖는 것을 특징으로 하는,
휴대폰 케이스에 안테나를 인쇄하는 방법.
제2항에 있어서,
상기 탄소나노튜브를 전처리하는 단계로서,
상기 탄소나노튜브를 0.1 - 1㎛의 크기로 절단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
휴대폰 케이스에 안테나를 인쇄하는 방법.
제3항에 있어서,
상기 탄소나노튜브를 전처리하는 단계로서,
절단된 상기 탄소나노튜브를 열처리하여 결정도를 높이는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
휴대폰 케이스에 안테나를 인쇄하는 방법.
제2항에 있어서,
상기 관능기는,
-COOH, -OH, -NH2 및 -CH2COCH3 그룹으로부터 선택된 어느 하나 이상의 관능기인 것을 특징으로 하는,
휴대폰 케이스에 안테나를 인쇄하는 방법.
제2항에 있어서,
상기 b-3) 단계는,
상기 탄소나노튜브가 분산되어 혼합된 지방산 코팅용액으로 코팅되어 탄소나노튜브가 결합된 은 입자를 롤밀 작업하여 플레이크 형상으로 성형하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
휴대폰 케이스에 안테나를 인쇄하는 방법.
제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 c) 단계는,
상기 안테나 패턴의 선택된 영역에 단자부를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
휴대폰 케이스에 안테나를 인쇄하는 방법.
제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 c) 단계는,
인쇄된 상기 안테나 패턴 위에 금을 도금하여 단자부를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
휴대폰 케이스에 안테나를 인쇄하는 방법.
제8항에 따라 휴대폰 케이스에 안테나를 인쇄하는 방법으로 안테나가 인쇄되어 제조된 것을 특징으로 하는,
안테나가 인쇄된 휴대폰 케이스.
은과 탄소나노튜브가 결합되어 이루어진 복합체 45 - 75중량%, 레진 5 - 15중량%, 용매 15 - 25중량%, 계면활성제 5 - 15중량%로 이루어진 도전성 인쇄 페이스트를 이용하여 휴대폰 케이스의 내측면에 안테나 패턴이 인쇄되어 형성되고,
상기 안테나 패턴의 상부에는 상기 안테나 패턴을 보호하기 위하여 보호층이 코팅되며,
상기 안테나 패턴의 선택된 영역에는 인쇄회로기판과 접속되기 위한 단자부가 형성되고,
상기 은과 탄소나노튜브가 결합되어 이루어진 복합체는,
전처리한 탄소나노튜브에 관능기를 붙인 후 관능기가 붙은 탄소나노튜브와 지방산을 혼합하고,
탄소나노튜브와 지방산이 혼합되어 이루어진 지방산 코팅용액을 용융되어 열 분사된 은 입자에 코팅하여 은 입자에 지방산을 코팅함과 동시에 탄소나노튜브를 결합하여 이루어진 것을 특징으로 하는,
안테나가 인쇄된 휴대폰 케이스.
제10항에 있어서,
상기 단자부는 상기 안테나 패턴의 위에 금을 도금하여 이루어진 것을 특징으로 하는,
안테나가 인쇄된 휴대폰 케이스.
삭제
제10항에 있어서,
상기 복합체는,
상기 탄소나노튜브가 분산되어 혼합된 지방산 코팅용액으로 코팅되어 탄소나노튜브가 결합된 은 입자를 롤밀 작업하여 플레이크 형상으로 성형한 것을 특징으로 하는,
안테나가 인쇄된 휴대폰 케이스.
제10항에 있어서,
상기 관능기는,
-COOH, -OH, -NH2 및 -CH2COCH3 그룹으로부터 선택된 어느 하나 이상의 관능기인 것을 특징으로 하는,
안테나가 인쇄된 휴대폰 케이스.