KR101567757B1 - 적층형 구조체 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

적층형 구조체 및 그 제조 방법이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 적층형 구조체는 복수의 접점부를 구비하는 금속 패턴이 합지되어 있으며, 상기 금속 패턴을 은폐시키기 위한 필름으로 구성된 패턴 조립체; 및 외부와 연결되는 복수의 외부 단자 및 상기 복수의 외부 단자 각각에 연결되는 복수의 접점 단자를 구비하며, 상기 복수의 접점 단자와 상기 복수의 접점부를 연결되도록 일면이 상기 패턴 조립체에 합지되는 연성인쇄회로기판을 포함할 수 있다.

Description

적층형 구조체 및 그 제조 방법{NFC ANTENNA AND METHOD FOR FABRICATING USING THE SAME}
본 발명은 적층형 구조체 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근 휴대용 모바일 기기의 다양한 무선 서비스 제공과 더불어 이를 지원하기 위한 다양한 안테나가 개발되고 있다.
특히, 스마트폰의 확대와 함께 최근 적층형 구조체를 이용한 안테나를 구현하는 기술이 부각되고 있다. 그 예로서, NFC(Near Field Communication, 이하 'NFC'라고함) 안테나는 안테나 패턴을 기반으로 형성되는 메인 회로부와 단자부로 구성될 수 있다.
종래의 NFC 안테나에서 메인 회로부는 적층형 타입, 예컨대 연성인쇄회로기판(FPCB : Flexible Printed Circuit Board) 타입으로 제작된다.
이러한 적층형 구조체로 이루어진 안테나를 근거리 통신이 필요한 기기에 실장하기 위해 적층형 구조체의 두께를 얇게 만들기 위한 연구가 진행중에 있다.
또한, 적층형 구조체 제조 시 공정을 단순화시켜 그 제조 원가를 낮추기 위한 연구가 진행 중에 있다.
대한민국 등록특허 10-1320873호 (2013. 10. 16.)
본 발명의 실시예들은 마스킹 필름과 소정의 패턴을 갖는 금속막을 합지시켜 패턴 조립체를 형성하며, 연성적층필름의 접점부를 소정의 패턴에 연결시켜 패턴 조립체와 연성적층필름을 적층함으로써, 적층형 구조체의 공정을 단순화시킬 수 있을 뿐만 아니라 두께를 줄일 수 있는 적층형 구조체 및 그 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 실시예들은 투명 필름의 일면에 상에 금속막을 합지시킨 후 금속막을 패터닝하여 소정의 패턴을 형성하고, 투명 필름의 타면 상에 칼라 인쇄를 통해 마스킹 필름을 형성하는 적층형 구조체 및 그 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예들은 소정의 칼라를 갖는 마스킹 필름 상에 금속막을 합지시킨 후 금속막의 패터닝을 통해 소정의 패턴을 형성하는 적층형 구조체 및 그 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 복수의 접점부를 구비하는 금속 패턴이 합지되어 있으며, 상기 금속 패턴을 은폐시키기 위한 필름으로 구성된 패턴 조립체; 및 외부와 연결되는 복수의 외부 단자 및 상기 복수의 외부 단자 각각에 연결되는 복수의 접점 단자를 구비하며, 상기 복수의 접점 단자와 상기 복수의 접점부를 연결되도록 일면이 상기 패턴 조립체에 합지되는 연성인쇄회로기판을 포함하는 적층형 구조체가 제공된다.
상기 적층형 구조체에서 상기 필름은 상기 금속 패턴을 은폐시킬 수 있는 칼라를 갖는 필름을 포함할 수 있다.
상기 적층형 구조체에서 상기 필름은 상기 칼라를 갖는 폴리이미드 필름 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름일 수 있다.
상기 적층형 구조체에서 상기 필름은 상기 금속 패턴이 합지된 면의 반대면에 대해 칼라 인쇄 공정을 실시하여 형성된 칼라 인쇄면을 더 포함할 수 있다.
상기 적층형 구조체에서 상기 금속 패턴은 안테나 패턴일 수 있다.
상기 적층형 구조체는 본딩 시트를 매개로 하여 상기 연성인쇄회로기판의 타면에 접합되는 전자파 보호 시트 시트를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 복수의 접점부를 갖는 금속 패턴이 합지되어 있으며, 상기 금속 패턴을 은폐시키는 필름으로 구성된 패턴 조립체에 형성하는 단계; 외부와 연결되는 복수의 외부 단자와 상기 복수의 외부 단자 각각에 연결되는 접점 단자를 구비는 연성인쇄회로기판을 제공하는 단계; 및 상기 복수의 접점 단자와 상기 복수의 접점부가 연결되도록 상기 연성인쇄회로기판의 일면과 상기 패턴 조립체를 합지시키는 단계를 포함하는 적층형 구조체의 제조 방법이 제공된다.
상기 적층형 구조체의 제조 방법에서 상기 패턴 조립체를 형성하는 단계는, 금속막을 필름의 일면에 합지시키는 단계; 상기 금속막에 대한 에칭 공정을 통해 상기 금속막을 패터닝하여 상기 복수의 접점부를 포함하는 금속 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 금속 패턴을 은폐시키기 위해 상기 필름의 타면에 대한 칼라 인쇄 공정을 실시하는 칼라 인쇄면을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 적층형 구조체의 제조 방법에서 상기 패턴 조립체를 제공하는 단계는, 상기 금속 패턴을 은폐시키는 색깔을 갖는 상기 필름을 준비하는 단계; 상기 필름의 일면에 금속막을 합지시킨 후 상기 금속막에 대한 에칭 공정을 통해 상기 금속막을 패터닝하여 상기 금속 패턴을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 적층형 구조체의 제조 방법에서 상기 필름은 폴리이미드 필름 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름일 수 있다.
상기 적층형 구조체의 제조 방법에서 상기 금속 패턴은 안테나 패턴일 수 있다
상기 적층형 구조체의 제조 방법은 본딩 시트를 매개로 하여 상기 연성인쇄회로기판의 타면에 전자파 보호 시트를 접합시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 소정의 색깔을 갖는 필름에 소정의 패턴을 갖는 금속막을 바로 합지시킴으로써, 칼라 인쇄 공정을 생략할 수 있어 공정을 단순화시킬 수 있을 뿐만 아니라 생산 단가를 낮출 수 있다
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 안테나 패턴에 대응하는 금속 패턴을 색깔을 갖는 필름에 바로 합지시킴으로써, 안테나 제조 공정의 단순화와 안테나 두께를 감소시켜 제조 원가를 낮출 수 있을 뿐만 아니라 불량율을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 적층형 구조체의 구조를 도시한 도면
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 적층형 구조체의 제조 과정을 도시한 공정 흐름도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 적층형 구조체가 적용된 NFC 안테나의 제조 과정을 설명하기 위한 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 적층형 구조체와 그 제조 방법에 대하여 상세히 설명한다.
상기 도면의 구성 요소들에 인용부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있으며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, '일면', '타면 등과 같은 방향성 용어는 개시된 도면(들)의 배향과 관련하여 사용된다. 본 발명의 실시 예의 구성요소는 다양한 배향으로 위치 설정될 수 있기 때문에 방향성 용어는 예시를 목적으로 사용되는 것이지 이를 제한하는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 적층형 구조체의 구조를 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 적층형 구조체(100)는 금속 패턴(110), 투명 필름(120) 및 칼라 인쇄면(122)을 포함할 수 있다.
금속 패턴(110)은 투명 필름(120) 상이 적층된 금속막을 기 설정된 루프 모양의 성형물로 프레스 가공하여 형성될 수 있다. 소정의 실시예에서, 금속 패턴(110)은 알루미늄(Al), 동, 황동, 인청동 등을 포함하는 안테나 방사체용 금속 소재 중 하나 혹은 둘 이상의 합금으로 이루어진 금속막을 이용하여 형성될 수 있다.
투명 필름(120)의 일면에 합지된 금속 패턴(110)은 투명 필름(120) 상에 합지된 금속막을 패터닝 공정, 예컨대 에칭 공정을 통해 패터닝하여 형성될 수 있다. 여기에서, 투명 필름(120)의 일면에는 소정의 매개 물질, 예컨대 접착제를 통해 금속 패턴(110)과 합지될 수 있다.
소정의 실시예에서, 금속 패턴(110)은 다수의 접점부(112)을 구비하는 안테나 패턴을 포함할 수 있다. 소정의 실시예에서, 안테나 패턴의 예로는 NFC 안테나 패턴을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
투명 필름(120)은 폴리이미드(PI : Polyimide) 필름 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름일 수 있다.
소정의 실시예에서, 투명 필름(120)의 타면에는 칼라 인쇄 공정을 통해 소정의 칼라를 갖는 칼라 인쇄면(122)이 형성될 수 있다. 구체적으로, 투명 필름(120)의 타면에 대해 검정색 칼라 인쇄 공정을 실시하여 금속 패턴(110)을 은폐할 수 있는 칼라 인쇄면(122)을 형성할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 패턴 조립체(200)의 구조를 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 패턴 조립체(200)는 금속 패턴(110)과 마스킹 필름(210)을 포함할 수 있다.
금속 패턴(110)은 마스킹 필름(120) 상이 적층된 금속막을 기 설정된 루프 모양의 성형물로 프레스 가공하여 형성될 수 있다. 도 1에서 설명한 바와 같이, 금속 패턴(110)은 알루미늄(Al), 동, 황동, 인청동 등을 포함하는 안테나 방사체용 금속 소재 중 하나 혹은 둘 이상의 합금으로 이루어진 금속막을 이용하여 형성될 수 있다.
마스킹 필름(210)의 일면에 합지된 금속 패턴(110)은 마스킹 필름(210) 상에 합지된 금속막을 패터닝 공정, 예컨대 에칭 공정을 통해 패터닝하여 형성될 수 있다. 여기에서, 마스킹 필름(210)의 일면에는 소정의 매개 물질, 예컨대 접착제를 통해 금속막과 합지될 수 있다.
또한, 금속 패턴(110)은 다수의 접점부(112)을 구비하는 안테나 패턴을 포함할 수 있다. 소정의 실시예에서, 안테나 패턴의 예로는 NFC 안테나 패턴을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
마스킹 필름(210)은 금속 패턴(110)을 은폐시키기 위한 소정의 칼라, 예컨대 검정색을 가지며, 이러한 칼라를 통해 금속 패턴(110)을 은폐시킬 수 있다.
또한, 마스킹 필름(210)은 검정색의 폴리이미드(PI : Polyimide) 필름 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
상기와 같은 본 발명의 실시예들에서 설명한 패턴 조립체(100, 200)를 이용한 NFC 안테나(300)에 대해 도 3을 참조하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 패턴 조립체(100, 200)이 적용될 수 있는 적층형 구조체 중 하나인 NFC 안테나(300)의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, NFC 안테나(300)는 복수의 접점부(미도시됨)를 구비하는 패턴 조립체(310), 연성인쇄회로기판(320) 및 본딩 시트(325)를 매개로 하여 연성인쇄회로기판(320)에 접합되는 전자파 보호 시트(330)을 포함할 수 있다.
패턴 조립체(310)은 도 1 및 도 2에서 설명한 바와 같은 구조로 형성될 수 있다.
이러한 패턴 조립체(310)의 복수의 접점부 각각은 이후 설명되는 연성인쇄회로기판(320)의 접점 단자와 연결될 수 있다.
연성인쇄회로기판(320)은 회로 패턴이 형성된 연성동박적층필름(321) 및 커버레이(322)로 구성될 수 있다. 이러한 연성인쇄회로기판(320)를 형성하는 과정에 대해 설명하면, 연성동박적층필름(321)에 대한 에칭 공정을 실시하여 연성동박적층필름(321)의 상하부면에 적층된 제1 및 제2 금속막(321a. 321b)을 관통시킨 비아홀을 형성함과 더불어 회로 패턴, 예컨데 외부와 연결된 복수의 외부 단자, 복수의 접점 단자 및 복수의 외부 단자 각각과 복수의 접점 단자 각각을 연결시키는 랜드부로 구성된 회로 패턴을 형성한다. 그런 다음, 비아홀을 연결시키기 위한 도체 도금 공정, 예컨대 동도금 공정을 실시한 후 커버레이(322)를 적층한다. 이후, 복수의 외부 단자의 부식을 방지하기 위한 부식 방지 공정, 예컨대 티타늄나이트라이드(TiN) 도금 공정을 실시함으로써, 연성인쇄회로기판(320)이 형성될 수 있다.
소정의 실시예에서, 연성동박적층필름(321)은 두께가 얇고 유연하며, 내열성, 내곡성, 내약품성이 우수하며 치수변경이 적고 열에 강한 폴리이미드필름(Polyimide Film) 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름을 사용할 수 있다.
전자파 보호 시트(330)는 전자파 흡수체로서 배터리에서 발생하는 자기적 영향을 방지하기 위한 것으로, 그 예로서 페라이트 시트를 들 수 있다. 예를 들어, 전자파 보호 시트(330)인 페라이트 시트는 배터리 팩과 연성인쇄회로기판(320) 사이에 배치되어 배터리 팩의 금속면에서 반작용자속을 흡수함으로써 안테나가 전파를 원활히 송수신할 수 있도록 한다.
본딩 시트(325)는 열융착필름으로 전자파 보호 시트(330)를 연성인쇄회로기판(320)에 부착하기 위한 것이다. 구체적으로, 본딩 시트(325)는 양면 테이프를 사용하는 것에 비하여 위치 배열을 정확히 하기가 용이하여 공정이 간편해진다. 그리고, 본딩 시트(325)에 의해 연성인쇄회로기판(320)에 적층된 전자파 보호 시트(330)는 핫 프레스 공정을 이용하여 열 압착시킨다.
상기와 같이 하면에 전자파 보호 시트(330)가 적층된 연성인쇄회로기판(320)은 패턴 조립체(310)에 합지될 수 있다. 구체적으로, 연성인쇄회로기판(320)의 접점 단자와 패턴 조립체(310)의 접점부가 연결되도록 합지시킬 수 있다.
상기와 같은 구조를 갖는 NFC 안테나(300)의 제조 방법(400)에 대해 도 4를 참조하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 NFC 안테나(300)의 제조 방법(400)을 설명하기 위한 흐름도이다.
먼저, NFC 안테나(300)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 도 1 또는 도 2의 구조를 갖는 안테나 패턴을 갖는 패턴 조립체(310)을 형성한다(단계 410). 도 1의 구조를 갖는 안테나 패턴 조립체(310)의 경우에는 먼저 투명 필름(120) 일면에 금속막을 합지시킨 후 합지된 금속막을 NFC 통신이 가능한 길이를 갖는 루프 모양의 성형물로 프레스 가공하여 투명 필름(120)의 일면에 복수의 접점부를 갖는 안테나 패턴을 형성한다. 그리고 나서, 투명 필름(120)의 타면을 소정의 칼라로 인쇄하여 칼라 인쇄면(122)을 형성한다. 이에 따라, 투명 필름(120)의 일면에 형성된 안테나 패턴을 은폐시킬 수 있다.
한편, 도 2의 구조를 갖는 안테나 패턴 조립체(310)의 경우에는 소정의 색깔을 갖는 마스킹 필름(220)의 일면에 금속막을 합지시킨 후 합지된 금속막을 NFC 통신이 가능한 길이를 갖는 루프 모양의 성형물로 프레스 가공하여 마스킹 필름(220)의 일면에 복수의 접점부를 갖는 안테나 패턴을 형성한다.
그런 다음, 연성인쇄회로기판(320)을 형성한다(단계 420). 구체적으로, 상하부면에 제1 및 제2 금속막(321a, 312b)이 형성된 연성동박적층필름(321)에 대한 에칭 공정을 실시하여 연성동박적층필름(321), 제1 및 제2 금속막(321a. 321b)을 관통시킨 비아홀을 형성함과 더불어 외부와 연결된 복수의 외부 단자, 패턴 조립체(310)의 접점부(312)와 연결되는 복수의 접점 단자 및 복수의 외부 단자 각각과 복수의 접점 단자 각각을 연결시키는 랜드부로 구성된 회로 패턴을 형성한다(단계 422). 그런 다음, 비아홀에 대한 연결시키기 위한 도체 도금 공정, 예컨대 동도금 공정(단계 424)을 실시하여 비아홀 내부의 제1 및 제2 금속막(321a, 321b)을 연결시키며, 그 결과물 상에 커버레이(322)를 적층한다(단계 426). 이후, 복수의 외부 단자의 부식을 방지하기 위한 부식 방지 공정, 예컨대 티타늄나이트라이드 도금 공정(단계 428)을 실시함으로써, 연성인쇄회로기판(320)이 형성된다.
그런 다음, 연성인쇄회로기판(320)의 접점 단자와 패턴 조립체(310)의 접점부를 서로 연결시켜 연성인쇄회로기판(320)과 패턴 조립체(310)를 합지시킨다(단계 430).
그리고 나서, 패턴 조립체(310)가 합지된 연성인쇄회로기판(320)과 전자파 보호 시트(330) 사이에 본딩 시트(325)가 위치하도록 적층한 후 전자파 보호 시트(330)를 가접한다. 그리고 나서, 핫 프레스 공정을 실시하여 연성인쇄회로기판(320)에 전자파 보호 시트(330)를 최종접합(단계 432)시킨다
이상에서 본 발명의 대표적인 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100 : 적층형 구조체
110 : 금속막
120 : 은폐용 필름
310 : 지문 방지 필름
320 : 단자부

Claims (12)

  1. 유색의 칼라를 갖도록 형성되어 불투명한 특성을 갖는 유색 마스킹 필름;
    상기 유색 마스킹 필름의 일면에 합지되는 금속막이 패터닝되어 형성되고, 상기 유색 마스킹 필름의 일면과 반대되는 타면 측에서 상기 유색 마스킹 필름에 의해 은폐되어 식별이 불가능한 복수의 접점부를 갖는 금속 패턴; 및
    상기 복수의 접점부와 연결되기 위한 복수의 접점 단자를 구비하고, 상기 유색 마스킹 필름의 일면 하부에서 상기 복수의 접점부와 상기 복수의 접점 단자가 연결되도록 상기 금속 패턴에 결합되는 연성인쇄회로기판을 포함하여 구성되어,
    별도의 마스킹 테이프 없이 상기 금속 패턴이 상기 유색 마스킹 필름에 고정되며, 상기 금속 패턴이 상기 유색 마스킹 필름에 의해 은폐되는 것을 특징으로 하는, 적층형 구조체.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 유색 마스킹 필름은 폴리이미드 필름 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름인 것을 특징으로 하는, 적층형 구조체.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 유색 마스킹 필름은,
    투명 필름; 및
    칼라 인쇄 공정에 의해 상기 투명 필름 상에 형성되는 칼라 인쇄면을 포함하는, 적층형 구조체.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 금속 패턴은 안테나 패턴인 것을 특징으로 하는, 적층형 구조체.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 적층형 구조체는 본딩 시트를 매개로 하여 상기 연성인쇄회로기판의 타면에 접합되는 전자파 보호 시트를 더 포함하는, 적층형 구조체.
  7. 유색의 칼라를 갖도록 형성되어 불투명한 특성을 갖는 유색 마스킹 필름을 마련하는 단계;
    상기 유색 마스킹 필름의 일면에 금속막을 합지시키는 단계;
    상기 금속막을 패터닝하여 상기 유색 마스킹 필름의 일면과 반대되는 타면 측에서 상기 유색 마스킹 필름에 의해 은폐되어 식별이 불가능한 복수의 접점부를 갖는 금속 패턴을 형성하는 단계;
    상기 복수의 접점부와 연결되기 위한 복수의 접점 단자를 구비하는 연성인쇄회로기판을 형성하는 단계; 및
    상기 유색 마스킹 필름의 일면 하부에서 상기 복수의 접점부와 상기 복수의 접점 단자가 연결되도록 상기 연성인쇄회로기판을 상기 금속 패턴에 결합시키는 단계;를 포함하여 구성되어,
    별도의 마스킹 테이프 없이 상기 금속 패턴이 상기 유색 마스킹 필름에 고정되며, 상기 금속 패턴이 상기 유색 마스킹 필름에 의해 은폐되는 것을 특징으로 하는, 적층형 구조체의 제조 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 유색 마스킹 필름을 마련하는 단계는,
    투명 필름을 마련하는 단계; 및
    상기 투명 필름 상에 칼라 인쇄 공정에 의해 칼라 인쇄면을 형성시키는 단계;를 포함하는, 적층형 구조체의 제조 방법.
  9. 삭제
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 유색 마스킹 필름은 폴리이미드 필름 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름인, 적층형 구조체의 제조 방법.
  11. 청구항 7에 있어서,
    상기 금속 패턴은 안테나 패턴인 것을 특징으로 하는, 적층형 구조체의 제조 방법.
  12. 청구항 7에 있어서,
    상기 연성인쇄회로기판을 상기 금속 패턴에 결합시키는 단계 이후에,
    상기 연성인쇄회로기판의 하면에 본딩 시트를 매개로 하여 전자파 보호 시트를 접합시키는 단계;를 더 포함하는, 적층형 구조체의 제조 방법.
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