KR101565086B1 - 모바일 기기용 ｎｆｃ 안테나 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

모바일 기기용 NFC 안테나 및 그 제조방법에 관하여 개시한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, PET 소재를 준비하는 단계와, 준비된 PET 소재에 구리를 이용하여 안테나 패턴을 형성하는 단계와, 솔더링이 요구되는 단자부 영역에만 고내열성 커버레이(cover lay)를 형성하는 단계를 포함하는 모바일 기기용 NFC 안테나 제조 방법을 제공한다.

Description

모바일 기기용 ＮＦＣ 안테나 및 그 제조방법{NFC ANTENNA FOR MOBILE DEVICE AND THE MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명의 일 실시예는 모바일 기기용 NFC 안테나 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 PET에 구리를 이용하여 안테나 루프를 형성하고, 단자부 영역에만 PI로 커버레이를 형성하여, 생산성 향상 및 제조단가 절감을 도모할 수 있는 모바일 기기용 NFC 안테나 및 그 제조방법에 관한 것이다.
NFC(Near Field Communication, 근거리통신)는 13.56㎒ 대역의 주파수를 사용, 10㎝ 이내의 거리에서 저 전력으로 데이터를 전송하는 근거리 무선통신으로 RFID의 한 분야로서 ISO 18092에 표준이 규정되어 있다.
NFC는 정보기기 사이의 데이터 송수신이 가능해 휴대폰과 휴대폰, 노트북에서 바로 휴대폰으로 주소록이나 게임, MP3 파일 등을 주고받을 수 있는 것이 강점이다. 또한, 안정성이 높아 현재도 교통카드 등 모바일 지불결제에 사용되고 있으며, 향후에는 정보를 저장한 태그에 접근하면 각종 정보를 얻는 정보단말기로 활용할 수 있을 것이다.
최근 스마트폰, 태블릿 PC 등을 포함하는 모바일 기기에서도 NFC 통신 기능을 구비하기 위하여 NFC 안테나 모듈이 탑재되고 있다. 그리고 모바일 기기는 갈수록 슬림화되고 소형화 되는 추세에 따라 NFC 안테나의 경우 두께가 얇은 연성회로기판을 주로 이용하여 제작되고 있다.
연성회로기판(Flexible Printed Circuit Board, 이하, 'FPCB'라 함)은 필름의 단면 또는 양면에 회로패턴을 형성한 것을 말하며, 대표적인 예로 연성동박적층판(Flexible Copper Clad Laminate, 이하, 'FCCL'이라 함)을 이용한다.
FCCL은 고분자 재질의 절연층에 동박층이 형성된 것으로, 절연층에는 주로 PI(Poly Imide) 소재가 주로 이용된다.
PI 소재는 높은 열 안정성 및 효과적인 기계적 특성으로 최근 다양한 과학기술분야에서 이용되는 소재이다.
특히, 영상 400도 이상의 고온이나 영하 269도의 저온을 견디며, 얇고 굴곡성이 뛰어난 첨단 고기능성 산업용 소재로 사용되며, 내화학성, 내마모성도 강해 열악한 환경에서 안정적인 성능 유지가 필요한 분야에도 널리 쓰이고 있다.
하지만, PI 소재는 단가가 높아 이를 이용하여 NFC 안테나를 제조할 경우 제조 비용이 높은 단점이 있었다.
NFC 안테나 모듈 및 그 제조방법(대한민국 등록특허공보 제10-1298660호)
본 발명은 PET에 구리를 이용하여 안테나 루프를 형성하고, 단자부 영역에만 PI로 커버레이를 형성하여, 생산성 향상 및 제조단가 절감을 도모할 수 있는 모바일 기기용 NFC 안테나 및 그 제조방법을 제공한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, (a) PET(Poly Ethylene Terephthalate) 소재를 준비하는 단계; (b) 상기 준비된 PET 소재에 구리를 이용하여 안테나 패턴을 형성하는 단계; 및 (c) 솔더링이 요구되는 단자부 영역에만 고내열성 커버레이(cover lay)를 형성하는 단계;를 포함하는 모바일 기기용 NFC 안테나 제조 방법을 제공한다.
상기 (c) 단계에서, 상기 고내열성 커버레이는 PI(Poly Imide) 소재로 이루어질 수 있다.
상기 (b) 단계에서, 상기 안테나 패턴은, 상기 구리를 이용하여 3~5회 회전하는 사각 형상 루프 형태일 수 있다.
상기 (b) 단계에서, 상기 안테나 패턴의 선폭은, 1400㎛ 이하일 수 있다. 바람직하게는 1200~1400㎛일 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, PET 소재에 구리를 이용하여 안테나 패턴이 형성되고, 솔더링이 요구되는 단자부 영역에만 고내열성 커버레이가 구비되며, 상기 안테나 패턴은 3~5회 회전하는 사각 형상 루프 형태이며, 상기 안테나 패턴의 선폭은 1200~1400㎛인 것을 특징으로 하는 모바일 기기용 NFC 안테나를 제공한다.
상기 고내열성 커버레이는, 상기 고내열성 커버레이는 PI 소재로 이루어질 수 있다.
본 발명에 의하면, 저가의 PET 소재에 구리를 이용하여 안테나 루프를 형성하고, 상대적으로 고가이지만 내열성능이 우수한 PI를 이용하여 단자부에 커버레이를 형성할 수 있어, NFC 안테나의 성능 확보는 물론 제조단가를 대폭 낮출 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 기기용 NFC 안테나 제조방법의 순서도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 기기용 NFC 안테나의 개념도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 기기용 NFC 안테나에 있어서 단자부의 부분 확대도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 패턴의 선폭을 나타낸 부분 확대도.
본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 또한, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
그리고 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 기기용 NFC 안테나 및 그 제조방법에 관하여 상세히 설명하기로 한다.
NFC(Near Field Communication, 근거리통신)는 13.56㎒ 대역의 주파수를 사용, 10㎝ 이내의 거리에서 저 전력으로 데이터를 전송하는 근거리 무선통신으로 RFID의 한 분야로서 ISO 18092에 표준이 규정되어 있다.
최근 스마트폰, 태블릿 PC 등을 포함하는 모바일 기기에서도 NFC 통신 기능을 구비하기 위하여 NFC 안테나 모듈이 탑재되고 있다. 그리고 모바일 기기는 갈수록 슬림화되고 소형화 되는 추세에 따라 NFC 안테나의 경우 두께가 얇은 연성회로기판을 주로 이용하여 제작되고 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 기기용 NFC 안테나 제조방법의 순서도이다.
도시된 바와 같이, 모바일 기기용 NFC 안테나 제조방법은, PET(Poly Ethylene Terephthalate) 소재를 준비하는 단계(S100), PET 소재에 구리를 이용하여 안테나 패턴을 형성하는 단계(S200), 단자부 영역에만 고내열성 커버레이를 형성하는 단계(S300)를 포함한다.
이하, 도 2 내지 도 4를 병행 참조하여 본 발명의 모바일 기기용 NFC 안테나 제조방법의 각 세부 단계에 관하여 구체적으로 살펴보기로 한다.
PET 준비 단계( S100 )
본 단계는 PET 준비 단계이다.
상기 PET(Poly Ethylene Terephthalate)는 PI(Poly Imide)보다 값싼 수지 소재로서, NFC 안테나를 제조함에 있어 기존에 PI 소재가 절연층으로 되어 있던 일반적인 FCCL에 비해 상기 PET 소재를 이용함으로써 제조 비용을 낮출 수 있다.
PI 소재는 내열성능이 우수한 장점이 있지만, 이를 전체적으로 사용할 경우 가격이 높아지는 단점이 있다.
따라서, 본 발명에서는 NFC 안테나의 대부분의 영역에 PI 소재 대신 PET 소재를 이용하여 비용 절감의 효과를 가져올 수 있다.
도 2를 참조하면, 사각형의 루프 형상 안테나 패턴이 구비된 대부분의 영역에 PET 소재(110)가 이용된 모습을 확인할 수 있다.
안테나 패턴 형성 단계(S200)
본 단계는 앞서 준비된 PET 소재에 구리(Cu)를 이용하여 소정의 안테나 패턴을 형성하는 단계이다.
도 2를 참조하면, PET 소재(110)에 구리(Cu)를 이용하여 소정의 안테나 패턴(120)을 형성한 모습을 확인할 수 있다.
상기 안테나 패턴(120)은 전체적으로 3 내지 5회 정도 회전하는 사각 형상 루프 형태로 이루어질 수 있다.
도 2에 도시된 안테나 패턴(120)는 4회 회전하는 사각 형상 루프 형태로 나타나 있다.
한편, 도 4는 도 2의 A영역을 확대 도시한 도면이다. 도 4를 참조하면 상기 안테나 패턴(120)의 선폭(W)은 1400㎛ 이하로 형성될 수 있다.
만일 구리가 아닌 알루미늄을 이용하였을 경우에는 본 발명의 구리에 비해 저항 값이 높으므로 구리를 이용하는 경우에 비해 안테나 패턴의 선폭이 더 크게 형성되어야 한다.
구체적인 예로, 1450 내지 1550㎛ 사이로 형성되어야 한다.
하지만, 구리의 경우 알루미늄에 비해 전도성이 좋으므로, 안테나 패턴(120)의 선폭(W)은 1400㎛ 이하로 형성 가능하다.
더욱 바람직하게는 본 발명의 안테나 패턴(120)의 선폭(W)은 1200~1400㎛ 인 것이 좋다.
만일, 안테나 패턴(120)의 선폭(W)이 1200㎛ 미만일 경우에는 안테나 성능 저하의 원인이 될 수 있으며, 반대로 상기 안테나 패턴의 선폭(W)이 1400㎛를 초과할 경우에는 선폭을 크게 하여도 효과에 큰 차이가 없기 때문이다.
고내열성 커버레이 형성단계(S300)
본 단계는 고내열성 커버레이 형성단계로서, 이 단계에서 커버레이(cover lay)로는 PI(Poly Imide) 소재를 이용한다.
PI 소재는 높은 열 안정성 및 기계적 특성이 좋아 다양한 과학기술분야에서 이용되는 소재이다. 특히, 영상 400도 이상의 고온이나 영하 269도의 저온을 견디며, 얇고 구부려지는 성질이 뛰어나며, 내화학성 및 내마모성이 우수한 장점이 있다.
다만, PI 소재의 경우 가격이 고가이므로, 본 발명에서는 NFC 안테나 대부분의 영역에는 상대적으로 저렴한 PET 소재를 이용하여 비용 절감을 유도하고, 이와 함께 솔더링, 즉 납땜이 요구되는 단자부 영역에는 내열성이 우수한 PI 소재를 부분적으로 이용한 것이다.
즉, 내열성이 요구되는 영역에만 고가이지만 재료적인 특성이 뛰어난 PI 소재를 부분적으로 이용함으로써, 성능 확보와 함께 가격 경쟁력 향상을 동시에 추구할 수 있다.
도 2를 참조하면, 사각 형상 루프 형태의 안테나 패턴(120)이 구비된 대부분의 영역에는 저가의 PET 소재(110)가 이용되고 있으며, 이와 달리, 납땜단자(131)가 구비된 단자부(130) 영역에는 고가이지만 내열성이 우수한 PI 소재(140)가 커버레이를 형성하고 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 기기용 NFC 안테나 중 단자부 영역만을 확대 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 한 쌍의 납땜단자(131)가 구비된 단자부(130)의 경우 PET 소재(110)와 함께, 고가이지만 내열성이 우수한 PI 소재(140)가 커버레이를 형성하여 납땜 시 우수한 내열성을 확보할 수 있도록 되어 있다.
즉, 상기 안테나 패턴(120)의 양단과 연결되는 남땜단자(131)를 포함하는 단자부(130) 영역에서는 상기 PET 소재만을 이용하지 않고, 고가이지만 내열성이 우수한 PT 소재(140)의 커버레이를 형성하여 납땜단자(131)를 통해 납땜, 즉 솔더링(soldering) 작업을 실시할 때 우수한 내열성을 확보할 수 있다. 여기서, 커버레이라 함은, 관용적으로 알려진 바와 같이 PET 소재(110)의 면상에 적층되어 커버 층을 형성하는 용어로서 이해될 수 있으며, 그 형성방법은 접착제 등을 이용하여 부착되는 방법 등이 이용될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 구성 및 작용에 따르면 저가의 PET 소재에 구리를 이용하여 안테나 루프를 형성하고, 상대적으로 고가이지만 내열성능이 우수한 PI를 이용하여 단자부에 커버레이를 형성할 수 있어, NFC 안테나의 성능 확보는 물론 제조단가를 대폭 낮출 수 있다.
이상으로 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 모바일 기기용 NFC 안테나 및 그 제조방법에 관하여 구체적으로 살펴보았다.
전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의해 나타내어질 것이다. 그리고 후술될 특허청구범위의 의미 및 범위는 물론, 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 및 변형 가능한 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: NFC 안테나
110: PET 소재
120: 안테나 패턴
130: 단자부
131: 납땜단자
140: PI 소재

Claims (6)

  1. (a) PET(Poly Ethylene Terephthalate) 소재를 준비하는 단계; 및
    (b) 상기 준비된 PET 소재에 구리를 이용하여 안테나 패턴을 형성하되, 상기 안테나 패턴의 양단과 연결되는 납땜단자를 포함하는 단자부 영역에서는 상기 안테나 패턴을 형성하기에 앞서 상기 PET 소재의 면상으로 PI(Poly Imide) 소재로 이루어진 고내열성 커버레이(cover lay)를 적층하여 형성하는 단계;를 포함하는 모바일 기기용 NFC 안테나 제조 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서,
    상기 안테나 패턴은,
    상기 구리를 이용하여 3~5회 회전하는 사각 형상 루프 형태인 것을 특징으로 하는 모바일 기기용 NFC 안테나 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서,
    상기 안테나 패턴의 선폭은,
    1200~1400㎛인 것을 특징으로 하는 모바일 기기용 NFC 안테나 제조 방법.
  5. PET 소재에 구리를 이용하여 안테나 패턴이 형성되고, 상기 안테나 패턴의 양단과 연결되는 납땜단자를 포함하는 단자부 영역에서는 상기 PET 소재의 면상으로 PI(Poly Imide) 소재로 이루어진 고내열성 커버레이(cover lay)가 적층 형성되며,
    상기 안테나 패턴은 3~5회 회전하는 사각 형상 루프 형태이며,
    상기 안테나 패턴의 선폭은 1200~1400㎛인 것을 특징으로 하는 모바일 기기용 NFC 안테나.
  6. 삭제
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