KR102090301B1 - 유전율의 조절이 가능한 fpcb 안테나 대체용 테이프 안테나 - Google Patents

유전율의 조절이 가능한 fpcb 안테나 대체용 테이프 안테나 Download PDF

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Abstract

개시된 내용은 유전율의 조절이 가능한 FPCB 안테나 대체용 테이프 안테나에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 니켈이 도금된 동박으로 이루어진 기재층, 상기 기재층의 상부면 및 하부면에 형성되는 점착층 및 상기 기재층과 상기 점착층으로 이루어진 적층체의 일면에 형성되는 필름층으로 이루어진다.
상기의 구조로 이루어지는 테이프 안테나는 유전율의 조절이 용이할 뿐만 아니라, 제조공정이 간소화되어 제조비용이 절감되며 우수한 생산성을 나타낸다.

Description

유전율의 조절이 가능한 FPCB 안테나 대체용 테이프 안테나 {REPLACEMENT TAPE ANTENNA FOR FPCB ANTENNA WITH ADJUSTABLE DIELECTRIC CONSTANT}
개시된 내용은 유전율의 조절이 가능한 FPCB 안테나 대체용 테이프 안테나에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유전율의 조절이 용이할 뿐만 아니라, 제조공정이 간소화되어 제조비용이 절감되며 우수한 생산성을 나타내는 유전율의 조절이 가능한 FPCB 안테나 대체용 테이프 안테나에 관한 것이다.
일반적으로 안테나는 통신 및 데이터 교환을 위해 일정 주파수대역의 전파를 공간으로 보내거나 받기 위한 장치로, 스마트폰과 같은 이동통신단말기들은 물론 노트북이나 컴퓨터 등과 같은 다양한 정보 기기들과도 각종 데이터 등을 주고받을 수 있도록 지원하며, 다양한 분야에서 광범위하게 활용되고 있다.
이러한 안테나는 스마트폰과 같은 이동통신단말기에 적용시 단말기의 슬림화를 위해 FPCB(Flexible Printed Circuit Board, 연성인쇄회로기판) 타입이 주로 사용되고 있는데, 종래 스마트폰 등에 사용되고 있는 FPCB 타입 모바일기기용 안테나 는 안테나몸체와, 상기 안테나몸체의 하측단부에 결합되고 모바일기기의 메인회로기판과 전기적으로 연결하기 위한 단자탭으로 구성된다.
상기 안테나몸체는 단자탭과의 결합성 및 이에 따른 전도성을 위해 양면에 패턴 형성이 가능한 양면 FPCB를 기판으로 주로 사용하고 있으며, 잉크 인쇄 또는 에칭을 포함하는 포토리소그래피(photolithography) 공정에 따라 단면 또는 양면으로 안테나패턴이 형성될 수 있다.
또한, 종래의 모바일기기용 FPCB 안테나는 동박으로 이루어진 기재층의 양면에 에폭시 등과 같은 접착제를 도포하고, 접착제가 도포된 동박의 양면에 폴리이미드 필름을 적층한 후에 일면에 점착테이프를 형성하는 구조로 이루어지며, 원단을 제단한 후에 드릴가공, 이물질제거, 동도금, 드라이필름합지, 에칭 등을 이용한 패턴형성, 각층을 임시로 합지한 후에 핫 프레스를 이용한 합지공정, 에칭과정 후에 노출되는 동박층의 표면에 금도금, 프레스 가공 및 점착테이프 합지 등의 과정을 통해 제조되는데, 핫 프레스를 이용한 합지공정을 거치므로, 내열성이 우수한 폴리이미드 필름을 적용해야 하기 때문에, 유전율의 값이 제한적인 문제점이 있었다.
또한, 종래에 모바일기기용 FPCB 안테나는 에칭 공정이 거치기 때문에, 동박층의 두께가 제한적이며, 에칭 공정을 통한 패턴형성으로 인해 노출되는 동박층의 표면에 금을 도금하는 공정을 별도로 진행해야하기 때문에, 제조공정이 복잡하고 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.
한국특허등록 제10-0973850호(2010.07.28) 한국특허등록 제10-1595026호(2016.02.11)
개시된 내용은 유전율의 조절이 용이할 뿐만 아니라, 제조공정이 간소화되어 제조비용이 절감되며 우수한 생산성을 나타내는 유전율의 조절이 가능한 FPCB 안테나 대체용 테이프 안테나를 제공하는 것이다.
하나의 일 실시예로서 이 개시의 내용은 니켈이 도금된 동박으로 이루어진 기재층, 상기 기재층의 상부면 및 하부면에 형성되는 점착층 및 상기 기재층과 상기 점착층으로 이루어진 적층체의 일면에 형성되는 필름층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유전율의 조절이 가능한 FPCB 안테나 대체용 테이프 안테나에 대해 기술하고 있다.
바람직하기로는, 상기 기재층과 상기 점착층으로 이루어진 적층체의 타면에 는 외표면에 점착층이 구비된 필름층이 더 형성될 수 있다.
더 바람직하기로는, 상기 기재층은 1 내지 100 마이크로미터의 두께로 형성될 수 있다.
더욱 바람직하기로는, 상기 점착층은 실리콘, 아크릴 및 우레탄으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나의 접착제를 포함할 수 있다.
더욱 더 바람직하기로는, 상기 점착층은 상기 접착제 100 중량부 대비 세라믹 30 내지 200 중량부가 혼합되어 이루어지며, 상기 세라믹은 유리 세라믹 또는 알루미나로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어질 수 있다.
더욱 더 바람직하기로는, 상기 점착층은 2 내지 50 마이크로미터의 두께로 형성될 수 있다.
더욱 더 바람직하기로는, 상기 필름층은 폴리이미드, 테프론, 폴리테트라플루오르에틸렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 폴리프로필렌으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나로 이루어질 수 있다.
더욱 더 바람직하기로는, 상기 필름층은 10 내지 50 마이크로미터의 두께로 형성될 수 있다.
이상에서와 같은 유전율의 조절이 가능한 FPCB 안테나 대체용 테이프 안테나는 유전율의 조절이 용이할 뿐만 아니라, 제조공정이 간소화되어 제조비용이 절감되며 우수한 생산성을 나타내는 테이프 안테나를 제공하는 탁월한 효과를 나타낸다.
도 1은 개시된 일 실시예에 따른 유전율의 조절이 가능한 FPCB 안테나 대체용 테이프 안테나를 나타낸 사시도이다.
도 2는 개시된 일 실시예에 따른 유전율의 조절이 가능한 FPCB 안테나 대체용 테이프 안테나를 나타낸 단면도이다.
도 3은 개시된 다른 실시예에 따른 유전율의 조절이 가능한 FPCB 안테나 대체용 테이프 안테나를 나타낸 단면도이다.
이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예와 각 성분의 물성을 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
개시된 유전율의 조절이 가능한 FPCB 안테나 대체용 테이프 안테나는 아래 도 2에 나타낸 것처럼, 니켈이 도금된 동박으로 이루어진 기재층(10), 상기 기재층(10)의 상부면 및 하부면에 형성되는 점착층(20) 및 상기 기재층(10)과 상기 점착층(20)으로 이루어진 적층체의 일면에 형성되는 필름층(30)으로 이루어진다.
또한, 개시된 유전율의 조절이 가능한 FPCB 안테나 대체용 테이프 안테나는 아래 도 3에 나타낸 것처럼, 상기 기재층(10)과 상기 점착층(20)으로 이루어진 적층체의 타면에 외표면에 점착층(20)이 구비된 필름층(30)이 더 형성될 수 있는데, 상기와 같이 상기 기재층(10)과 상기 점착층(20)으로 이루어진 적층체의 타면에 필름층(30) 더 형성되는 경우에는 추가로 형성되는 필름층(30)의 외표면에 상기 기재층(10)의 일면에 형성되는 점착층(20)과 동일한 성분의 접착제로 이루어지는 점착층(20)을 형성하여 점착성을 부여할 수 있다.
상기와 같이 상기 기재층(10)과 상기 점착층(20)으로 이루어진 적층체의 타면에 필름층(30) 더 형성되면 상기 기재층(10)의 두께를 얇게 조절하더라도 개시된 유전율의 조절이 가능한 FPCB 안테나 대체용 테이프 안테나의 내구성을 확보될 수 있다.
상기 기재층(10)은 1 내지 50 마이크로미터의 두께로 형성되며, 니켈이 도금된 동박으로 이루어지는데, 개시된 유전율의 조절이 가능한 FPCB 안테나 대체용 테이프 안테나에 전도성을 부여하는 역할을 한다.
상기 기재층(10)의 두께가 1 마이크로미터 미만이면 개시된 유전율의 조절이 가능한 FPCB 안테나 대체용 테이프 안테나의 내구성이 저하되며, 상기 기재층(10)의 두께가 50 마이크로미터를 초과하게 되면 상기의 효과는 크게 향상되지 않으면서 소형화 및 박막화되는 모바일 기기에 적합하지 못하다.
또한, 상기 기재층은 니켈이 도금된 동박으로 이루어지는데, 펀칭이나 표면가공 등의 공정을 통해 노출되더라도 종래에 FPCB 안테나처럼 노출된 동박층에 부식방지를 위한 금도금 등의 공정을 생략할 수 있어 공정을 간소화할 수 있다.
상기 점착층(20)은 상기 기재층(10)의 상부면 및 하부면에 2 내지 50 마이크로미터의 두께로 형성되며, 실리콘, 아크릴 및 우레탄으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나의 접착제로 이루어지거나, 실리콘, 아크릴 및 우레탄으로 이루어진 접착제 100 중량부에 세라믹 30 내지 200 중량부를 혼합하여 이루어질 수 있다.
이때, 상기 세라믹은 유리 세라믹 또는 알루미나로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어질 수 있는데, 상기와 같이 접착제 성분에 세라믹이 혼합되면 개시된 유전율의 조절이 가능한 FPCB 안테나 대체용 테이프 안테나의 유전율(dielectric constant)을 향상시킬 수 있다.
유리 세라믹의 경우 유전율이 5이며, 알루미나의 경우 유전율이 9 내지 10을 나타낸다.
종래의 FPCB 안테나의 경우는 각층을 임시로 합지한 후에 핫 프레스를 이용한 합지공정이 진행되지만, 개시된 유전율의 조절이 가능한 FPCB 안테나 대체용 테이프 안테나는 상온에서 프레스 가공이 진행되기 때문에, 접착제 성분이 에폭시와 같은 내열성 접착제로 한정되지 않고, 실리콘, 아크릴 및 우레탄 접착 등으로 다양하게 적용할 수 있다.
상기 점착층(20)의 두께가 2 마이크로미터 미만이면 점착층(20)의 점착력이 저하되어 상기 필름층과 상기 기재층의 박리현상이 발생할 수 있으며, 상기 점착층(20)의 두께가 50 마이크로미터를 초과하게 되면 점착층(20)의 점착력은 크게 향상되지 않으면서 안테나의 두께를 지나치게 증가시키기 때문에 바람직하지 못하다.
상기 필름층(30)은 상기 기재층(10)과 상기 점착층(20)으로 이루어진 적층체의 일면 또는 양면에 10 내지 50 마이크로미터의 두께로 형성될 수 있는데, 폴리이미드, 테프론, 폴리테트라플루오르에틸렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 폴리프로필렌으로 이루어지는 것이 바람직하다.
종래에 FPCB 안테나는 제조과정에서 핫 프레스를 이용한 합지공정을 거치므로, 내열성이 우수한 폴리이미드 필름만을 적용할 수 있어 유전율의 조절이 곤란하였으나, 개시된 유전율의 조절이 가능한 FPCB 안테나 대체용 테이프 안테나는 상온에서 진행되는 프레스 가공(약 2kg/cm2의 압력)만으로 제조되기 때문에, 폴리이미드 외에도 테프론, 폴리테트라플루오르에틸렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 폴리프로필렌 등을 적용할 수 있어 다양한 유전율을 나타내는 테이프 안테나를 제공할 수 있다.
일반적으로, 폴리이미드는 3.4의 유전율을 나타내며, 테프론은 2.1의 유전율을 나타내고, 폴리테트라플루오르에틸렌은 2.8의 유전율을 나타내기 때문에 필름층으로 폴리이미드 외에도 테프론이나 폴리테트라플루오르에틸렌을 등을 적용하게 되면 종래에 FPCB 안테나에 비해 유전율이 낮은 FPCB 안테나 대체용 테이프 안테나를 제조할 수 있다.
아래 표 1에 재료에 따른 유전율을 정리하여 나타내었다.
<표 1>
Figure 112019041279917-pat00001
따라서, 일반적으로 FPCB 안테나의 유전율이 낮은 경우 수신하는 대역폭이 넓어 다양한 주파수의 신호를 수신할 수 있고, FPCB 안테나의 유전율이 높은 경우에는 대역폭이 감소하여 원하는 주파수의 신호만을 선택적으로 수신할 수 있다.
또한, 유전율에 따라 동일 주파수를 수신하는 FPCB 안테나의 크기를 조절할 수 있다. 예를 들어 FPCB 안테나의 유전율이 크면 보다 작은 크기의 안테나로 동일한 주파수를 수신할 수 있는데, 이처럼 개시된 내용은 FPCB 안테나 대체용 테이프 안테나의 유전율을 용이하게 변경할 수 있어, 용도에 맞는 다양한 크기의 안테나를 용이하게 설계할 수 있다.
상기의 적층구조로 이루어지는 유전율의 조절이 가능한 FPCB 안테나 대체용 테이프 안테나는 니켈이 도금된 동박으로 1 내지 100 마이크로미터의 기재층(10)을 형성하고, 상기 기재층(10)의 상부면 및 하부면에 2 내지 50 마이크로미터의 두께의 점착층(20)을 형성하고, 상기 점착층(20)이 형성된 상기 기재층(10)의 일면 또는 양면에 10 내지 50 마이크로미터의 두께의 필름층(30)을 형성한 후에 용도에 맞도록 재단하고, 프레스기를 이용하여 상온에서 2kg/cm2의 압력조건으로 프레스 가공하는 과정을 통해 제조된다.
이하에서는, 개시된 유전율의 조절이 가능한 FPCB 안테나 대체용 테이프 안테나의 제조방법 및 그 제조방법을 통해 제조된 FPCB 안테나 대체용 테이프 안테나의 물성을 실시예를 들어 설명하기로 한다.
<실시예 1>
니켈이 도금된 동박으로 이루어진 기재층을 50 마이크로미터의 두께로 형성하고, 상기 기재층의 상부면 및 하부면에 실리콘 접착제를 25 마이크로미터의 두께로 도포하여 점착층을 형성하고, 상기 기재층과 상기 점착층으로 이루어진 적층체의 일면에 테프론으로 이루어진 필름층을 30 마이크로미터의 두께로 적층한 후에 2kg/cm2의 압력으로 프레스 가공하여 유전율의 조절이 가능한 FPCB 안테나 대체용 테이프 안테나를 제조하였다.
<실시예 2>
니켈이 도금된 동박으로 이루어진 기재층을 50 마이크로미터의 두께로 형성하고, 상기 기재층의 상부면 및 하부면에 실리콘 100 중량부에 글래스 세라믹 100 중량부가 혼합되어 이루어진 접착제를 25 마이크로미터의 두께로 도포하여 점착층을 형성하고, 상기 기재층과 상기 점착층으로 이루어진 적층체의 일면에 폴리이미드로 이루어진 필름층을 30 마이크로미터의 두께로 적층한 후에 2kg/cm2의 압력으로 프레스 가공하여 유전율의 조절이 가능한 FPCB 안테나 대체용 테이프 안테나를 제조하였다.
<실시예 3>
니켈이 도금된 동박으로 이루어진 기재층을 50 마이크로미터의 두께로 형성하고, 상기 기재층의 상부면 및 하부면에 실리콘 100 중량부에 알루미나 100 중량부가 혼합되어 이루어진 접착제를 25 마이크로미터의 두께로 도포하여 점착층을 형성하고, 상기 기재층과 상기 점착층으로 이루어진 적층체의 일면에 폴리이미드로 이루어진 필름층을 30 마이크로미터의 두께로 적층한 후에 2kg/cm2의 압력으로 프레스 가공하여 유전율의 조절이 가능한 FPCB 안테나 대체용 테이프 안테나를 제조하였다.
<비교예 1>
니켈이 도금된 동박으로 이루어진 기재층을 50 마이크로미터의 두께로 형성하고, 상기 기재층의 상부면 및 하부면에 실리콘으로 이루어진 접착제를 25 마이크로미터의 두께로 도포하여 점착층을 형성하고, 상기 기재층과 상기 점착층으로 이루어진 적층체의 일면에 폴리이미드로 이루어진 필름층을 30 마이크로미터의 두께로 적층한 후에 2kg/cm2의 압력으로 프레스 가공하여 유전율의 조절이 가능한 FPCB 안테나 대체용 테이프 안테나를 제조하였다.
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1을 통해 제조된 유전율의 조절이 가능한 FPCB 안테나 대체용 테이프 안테나의 유전율을 측정하여 아래 표 2에 나타내었다.
(단, 유전율의 측정은 일본 AET사의 유전율 측정기와 JIS R 1627의 시험방법을 이용하여 측정하였다.)
<표 2>
Figure 112019041279917-pat00002
위에 표 1에 나타낸 것처럼, 개시된 실시예 1 내재 3을 통해 제조된 유전율의 조절이 가능한 FPCB 안테나 대체용 테이프 안테나는 폴리이미드 만을 사용한 종래에 FPCB 안테나에 해당하는 비교예 1의 유전율인 3.4에 비해 낮거나 높은 2.1 부터 13.4까지의 다양한 유전율을 나타내는 것을 알 수 있다.
따라서, 개시된 유전율의 조절이 가능한 FPCB 안테나 대체용 테이프 안테나는 유전율의 조절이 용이할 뿐만 아니라, 제조공정이 간소화되어 제조비용이 절감되며 우수한 생산성을 나타낸다.
10 ; 기재층
20 ; 점착층
30 ; 필름층

Claims (8)

  1. 니켈이 도금된 동박으로 이루어진 기재층;
    상기 기재층의 상부면 및 하부면에 형성되는 점착층; 및
    상기 기재층과 상기 점착층으로 이루어진 적층체의 일면에 형성되는 필름층;으로 이루어지되,
    상기 점착층은 실리콘 접착제 100 중량부에 유리 세라믹 또는 알루미나로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상이 30 내지 200 중량부가 혼합되어 이루어지고,
    상기 필름층은 폴리이미드, 테프론, 폴리테트라플루오르에틸렌 및 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어진 그룹에서 선택된 하나로 이루어지며,
    상온에서 프레스 가공하여 제조되는 것을 특징으로 하는 유전율의 조절이 가능한 FPCB 안테나 대체용 테이프 안테나.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 기재층과 상기 점착층으로 이루어진 적층체의 타면에는 외표면에 점착층이 구비된 필름층이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 유전율의 조절이 가능한 FPCB 안테나 대체용 테이프 안테나.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 기재층은 1 내지 100 마이크로미터의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 유전율의 조절이 가능한 FPCB 안테나 대체용 테이프 안테나.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 점착층은 2 내지 50 마이크로미터의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 유전율의 조절이 가능한 FPCB 안테나 대체용 테이프 안테나.
  7. 삭제
  8. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 필름층은 10 내지 50 마이크로미터의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 유전율의 조절이 가능한 FPCB 안테나 대체용 테이프 안테나.
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