KR102115092B1 - 안테나 소자 및 이의 제조방법 - Google Patents

안테나 소자 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 안테나 소자의 제조방법, 안테나 소자, 경화적층체 등에 대한 것으로, 기판용 시트, 도전성재료 및 미경화 또는 반경화된 고분자 수지층인 비경화 고분자 수지층과 상기 비경화 고분자 수지층에 분산된 자성분말을 함유하는 건조시트,를 포함하는 적층재료를 적층하여, 상기 기판용 시트의 적어도 일면 상에 위치하며 상기 도전성재료로 형성되는 도전층을 포함하는 안테나용 적층시트; 및 상기 안테나용 적층시트의 적어도 일면 상에 위치하는 상기 건조시트;를 포함하는 미경화적층체를 제조하는 적층단계; 그리고 상기 비경화 고분자 수지층을 가압 공정을 포함하는 경화공정으로 경화하여 경화 고분자 수지층을 형성하는 방법으로 상기 경화 고분자 수지층과 이에 분산된 상기 자성분말을 함유하는 경화시트를 제조하여, 상기 안테나용 적층시트; 및 상기 안테나용 적층시트 상에 위치하는 자성시트인 상기 경화시트;를 포함하며 1 개 또는 2 개 이상의 안테나 소자가 배치된 경화적층체를 제조하는 경화단계;를 포함한다.

Description

안테나 소자 및 이의 제조방법 {ANTENNA DEVICE AND PREPARATION METHOD THEREOF}
본 발명은 생산효율성, 절연특성, 박리력 등이 향상된 안테나 소자 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
최근 휴대폰, 태블릿 PC, 노트북 PC 등의 모바일 기기에는, 근거리통신(NFC; near field communication) 기능이나 무선충전(wireless power consortium, WPC), MST(Magnetic Secure Transmission) 등을 실현하기 위한 안테나가 장착되고 있다. 그러나 이와 같은 모바일 기기 내부에는 금속 소재의 다른 부품이 존재하고, 기기 내부에 형성되는 교류 자기장이 이러한 금속 부분에 인가될 경우 와전류(eddy current)가 발생하여, 안테나의 성능을 떨어뜨리고 인식 거리를 저하시키는 문제가 있다. 이를 해결하기 위해, 고투자율의 자성 시트를 안테나에 접합시킴으로써, 자성 시트가 안테나의 자속을 집속시켜 금속면으로의 자기장 침투와 와전류 발생을 방지하고 동작 특성을 향상시킬 수 있다.
안테나에 자성 시트를 접합시켜 다양한 부품이 탑재되어 제한적일 수 밖에 없는 기기의 내부 공간의 효율성을 떨어뜨리게 된다. 아울러, 안테나와 자성 시트간의 밀착성이 저조할 경우 박리가 발생할 수 있으며, 이러한 박리를 방지하기 위해 접착층을 별도로 구비할 경우에는 안테나 소자 전체의 두께가 두꺼워질 수 있다.
한국등록특허 제10-1559528호는, 제1시트 커버부재와 제2시트 커버부재를 페라이트 시트의 양면에 부착하여 상기 페라이트 시트의 양면이 커버된 페라이트 시트 복합체를 형성하고, 페라이트 시트 복합체를 부착되는 형상과 크기에 맞게 타발 또는 절단한 후 제1시트 커버부재와 제2시트 커버부재의 사이에서 상기 페라이트 시트의 측단부를 커버하는 측면 코팅층을 형성하는 페라이트 시트 복합체에 대해 개시한다. 위의 발명은, 측면 코팅층을 형성해 페라이트 시트의 파편 또는 부스러기가 떨어지는 것을 방지하여 파편에 의해 발생되는 외관의 불량 및 부착 불량을 방지한다. 그러나, 측면에 별도의 측면코팅층을 형성하는 공정이 별도로 더 필요하여 생산효율성을 떨어뜨릴수 있고, 측면 코팅층을 별도로 형성하더라도 타발에 의한 페라이트 파편이 형성되는 것 자체는 막을 수 없다는 어려움이 있다.
한국등록특허 제10-1548276호는 투자율이 낮은 폴리머시트를 사용할 경우 자기장 차폐효과 및 전자파 집속효과도 작아지므로 단말기기의 다른 부품에 영향을 미치고 부가 기능 또한 성능이 저하되고, 자기장 차폐 및 부가 기능 성능 향상을 위한 자기장 집속 효과는 자기 투자율이 높은 비정질 리본, 페라이트 등을 적용하는 경우 차폐시트가 지구자기장을 왜곡하여 지구자기장 센서의 방위 정확도를 저하시키는 문제점을 인식하고, 고투자율의 메인 자성시트의 외측에 저투자율의 보조 자성시트를 조합하여 구성하여 휴대 단말기기의 방위 표시를 위해 내장된 지구자기장 센서의 방위각에 영향을 미치는 것을 최소화하면서도 자기장에 의해 휴대 단말기기에 미치는 영향을 차단하며 부가 기능을 수행하는 데 필요한 전자파를 흡수할 수 있는 하이브리드형 자기장 차폐시트 및 이를 이용한 안테나 장치를 제공하고자 한다. 그러나, 위의 발명도 절단-조립의 번거로움으로 공정 효율성이 떨어지고, 절단면에 의한 차폐 성능 저하가 우려되며, 롤투롤 공정과 같은 대량 생상 공정에 적용하기 어렵다.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.
한국등록특허 제10-1559528호, 페라이트 시트 복합체 및 그 제조 방법 한국등록특허 제10-1548276호, 하이브리드형 자기장 차폐시트, 안테나 장치 및 이를 이용한 휴대 단말기기
본 발명의 목적은 생산효율성, 절연특성, 박리력 등이 향상된 안테나 소자 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나소자의 제조방법은 기판용 시트, 도전성재료 및 미경화 또는 반경화된 고분자 수지층인 비경화 고분자 수지층과 상기 비경화 고분자 수지층에 분산된 자성분말을 함유하는 건조시트,를 포함하는 적층재료를 적층하여, 상기 기판용 시트의 적어도 일면 상에 위치하며 상기 도전성재료로 형성되는 도전층을 포함하는 안테나용 적층시트; 및 상기 안테나용 적층시트의 적어도 일면 상에 위치하는 상기 건조시트;를 포함하는 미경화적층체를 제조하는 적층단계; 그리고 상기 비경화 고분자 수지층을 가압 공정을 포함하는 경화공정으로 경화하여 경화 고분자 수지층을 형성하는 방법으로 상기 경화 고분자 수지층과 이에 분산된 상기 자성분말을 함유하는 경화시트를 제조하여, 상기 안테나용 적층시트; 및 상기 안테나용 적층시트 상에 위치하는 자성시트인 상기 경화시트;를 포함하며 1 개 또는 2 개 이상의 안테나 소자가 배치된 경화적층체를 제조하는 경화단계;를 포함한다.
상기 도전층은, 한 층의 도전층에 2 개 이상의 안테나 패턴을 포함하는 것일 수 있다.
상기 경화단계 이후에 타발단계를 더 포함할 수 있다.
상기 타발단계는 상기 경화적층체를 상기 경화적층체에 배치된 2 개 이상의 안테나 소자를 절단 및 분리하는 단계이다.
상기 건조시트는 건조시트의 제조방법으로 제조된 것일 수 있다.
상기 건조시트의 제조방법은, 자성분말 및 고분자 수지를 포함하는 조성물을 혼합하여 슬러리를 제조하는 슬러리제조단계; 그리고 상기 슬러리를 시트 형태로 건조하여 상기 고분자 수지가 미경화 또는 반경화된 것인 비경화 고분자 수지층과 상기 비경화 고분자 수지층에 분산된 자성분말을 함유하는 건조시트를 제조하는 건조단계;를 포함한다.
상기 경화단계에서 상기 가압 공정은 100 내지 300 ℃의 온도에서 진행되는 열가압 공정일 수 있다.
상기 경화단계에서 상기 건조시트는 상기 건조시트의 적어도 일면과 서로 맞닿은 층의 외형을 따라 그 형태가 변형되어 변형된 건조시트로 형성되며, 상기 경화시트는 상기 변형된 건조시트의 형상을 갖는 것일 수 있다.
즉, 상기 건조시트는 가압 공정에서 서로 맞닿아 있는 층의 외형이 주형이 되어 그 형태가 일부 변형되며, 구체적으로 상기 건조시트의 표면의 일부가 서로 맞닿은 층의 형상에 들어맞도록 변형된다.
이렇게 형상이 변형된 상태로 경화 공정이 진행되므로, 상기 건조시트가 경화된 경화시트는 상기 변형된 건조시트의 형상을 갖고, 서로 맞닿은 층과 더 넓은 면적에서 강한 접합력을 가질 수 있게 된다.
상기 적층단계는 상기 도전층의 일면 상에 또는 상기 건조시트의 일면 상에 절연층이 더 위치하도록 상기 미경화적층체를 제조할 수 있다.
상기 절연층은 일정한 두께를 갖는 필름인 절연필름을 포함할 수 있다.
상기 안테나소자의 제조방법은 상기 적층단계 이후 또는 상기 경화단계 이후에 비아형성단계를 더 포함할 수 있다.
상기 비아형성단계는 상기 안테나용 적층시트, 상기 미경화적층체, 또는 상기 경화적층체에 비아홀을 형성하는 홀형성과정; 그리고 상기 비아홀의 내면을 도전성 재료로 코팅하거나 상기 비아홀을 도전성 재료로 메우는 도전성부여과정;을 포함할 수 있다.
상기 비아는 서로 상하로 배치된 i) 안테나 패턴들 사이 또는 ii) 안테나 패턴과 단자 패턴 사이를 전기적으로 연결한다.
상기 안테나소자의 제조방법은, 상기 적층단계 이전에 도전층패턴화단계를 더 포함할 수 있다.
상기 도전층패턴화단계는 한 층의 도전층에 2 개 이상의 안테나 패턴이 배치되도록 도전성 테이프를 펀칭 가공하는 단계이다.
상기 적층단계의 상기 미경화적층체는 한 층에 2 개 이상의 제1안테나 패턴을 포함하는 제1도전층과 한 층에 2 개 이상의 제2안테나 패턴을 포함하는 제2도전층을 상기 제1안테나 패턴과 상기 제2안테나 패턴이 상하로 위치하게 포함할 수 있다.
상기 제1안테나 패턴과 상기 제2안테나 패턴은 상기 경화적층체에 포함되어 각각 MST 안테나, NFC 안테나 및 WPC 안테나로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 종류의 안테나 소자로 기능할 수 있다. 이 때, 상기 제1안테나 패턴과 상기 제2안테나 패턴은 서로 같은 종류의 안테나 소자로 기능하지 않는 것이 효율적이다.
상기 안테나 소자는 상면과 저면을 제외한 외면(外面) 중 적어도 하나의 면이 상기 타발단계에서 절단된 면인 타발면일 수 있다.
상기 타발면은 상기 경화시트인 자성시트의 단면을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 안테나 소자는 기판용 시트 및 도전성재료로 형성되며 상기 기판용 시트의 적어도 일면 상에 위치하는 안테나 패턴인 도전층을 포함하는 안테나용 적층시트; 및 상기 안테나용 적층시트의 적어도 일면 상에 위치하며, 경화 고분자 수지층에 분산된 자성분말을 함유하는 자성시트인 경화시트;를 포함하는 경화적층체로, 상기 경화적층체를 포함하는 안테나 소자는 그 상면과 저면을 제외한 외면(外面)들 중 적어도 하나의 면인 타발면에 상기 경화시트인 자성시트의 단면을 포함한다.
상기 경화적층체는 상기 경화적층체의 일면과 서로 맞닿은 층의 외형을 따라 형성된 형태를 갖는 것일 수 있다.
상기 안테나 소자는 상기 도전층의 일면 상에 또는 상기 경화시트의 일면 상에 위치하는 절연층을 더 포함할 수 있다.
상기 절연층은 일정한 두께를 갖는 필름인 절연필름을 포함한다.
상기 안테나 소자는 제1안테나 패턴을 갖는 제1도전층과 제2안테나 패턴을 갖는 제2도전층을 서로 맞닿지 않도록 포함할 수 있다.
상기 제1안테나 패턴과 상기 제2안테나 패턴은 각각 MST 안테나, NFC 안테나 및 WPC 안테나로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 종류의 안테나 소자로 기능한다. 이 떼, 상기 제1안테나 패턴과 상기 제2안테나 패턴은 서로 같은 종류의 안테나 소자로 기능하지 않는 것이 효율적이다.
본 발명이 또 다른 일 실시예에 따른 경화적층체는 기판용 시트 및 도전성재료로 형성되며 상기 기판용 시트의 적어도 일면 상에 위치하며 한 층에 2 개 이상의 안테나 패턴을 포함하는 도전층을 포함하는 안테나용 적층시트; 및 상기 안테나용 적층시트의 적어도 일면 상에 위치하며 경화 고분자 수지층에 분산된 자성분말을 함유하는 자성시트인 경화시트를 포함하고, 상기 경화시트는 상기 경화시트의 일면과 서로 맞닿은 층의 외형 에 따른 형태를 가지며, 나란히 배치된 안테나 소자를 2 개 이상 포함한다.
상기 경화적층체는 상기 도전층의 일면 상에 또는 상기 경화시트의 일면 상에 위치하는 절연층을 더 포함할 수 있다.
상기 절연층은 일정한 두께를 갖는 필름인 절연필름을 포함할 수 있다.
상기 경화적층체는 한 층에 2 개 이상의 제1안테나 패턴을 갖는 제1도전층과 한 층에 2 개 이상의 제2안테나 패턴을 갖는 제2도전층을 서로 맞닿지 않도록 포함할 수 있다.
상기 제1안테나 패턴과 상기 제2안테나 패턴은 각각 MST 안테나, NFC 안테나 및 WPC 안테나로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 종류의 안테나 소자로 기능한다. 이 때, 상기 제1안테나 패턴과 상기 제2안테나 패턴은 서로 같은 종류의 안테나 소자로 기능하지 않는 것이 효율적이다.
본 발명의 안테나 소자 및 이의 제조방법은 우수한 절연 특성을 갖는 절연층을 적용하고, 별도의 접착층을 적용하지 않더라도 계면 사이에 충분한 박리력을 갖는 절연층(또는 절연자성층) 등을 안테나 층간 또는 안테나의 기판으로 적용하여 더욱 얇은 두께로도 안정성 있게 기능하는 NFC, WPC 및 MST의 복합 안테나를 제공할 수 있다. 또한, 이러한 안테나 소자를 적용하는 기기의 공간 효율성이 더욱 향상되고, 배치공정뿐만 아니라 롤투롤 공정으로도 적용 가능한 열가압, 타발 등의 방법을 적용 가능하여 기존의 경우보다 생산효율성이 월등하게 향상된 안테나 소자 및 이의 제조방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 소자에 포함되는 안테나용 적층시트 일부의 단면을 보여주는 개념도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 소자를 제조하는 과정을 안테나 소자 일부의 단면으로 설명하는 개념도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 소자를 제조하는 과정을 안테나 소자 일부의 단면으로 설명하는 개념도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 소자를 제조하는 과정을 안테나 소자 일부의 단면으로 설명하는 개념도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 소자를 제조하는 과정을 안테나 소자 일부의 단면으로 설명하는 개념도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 소자에 포함되는 경화적층체의 예를 단면의 일부로 설명하는 개념도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 소자 일부의 단면을 보여주는 개념도.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 안테나 소자 일부의 단면을 보여주는 개념도.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 소자를 제조하는 과정인 비아 형성 과정을 안테나 소자 일부의 단면으로 설명하는 개념도.
도 10은 본 발명의 다른 일 실시예에 따라 제조되는 (a) 경화적층체를 그 단면으로 설명하는 개념도와 (b) 경화적층체를 a-a' 선을 따라 타발하여 제조한 안테나 소자의 일 말단(절단면)의 단면을 설명하는 개념도.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조되는 안테나 소자 일부의 단면을 설명하는 개념도(위)와, 제조된 샘플 안테나 소자 단면을 촬영한 전자현미경사진의 일부(아래).
도 12는 본 발명의 실험예에서 박리력 평가를 진행할 때 제조한 시편의 개념도와 박리면을 설명하는 개념도.
도 13은 본 발명의 일 실시예 중 솔레노이드 코일형의 안테나 적층시트를 설명하는 개념도(패턴 중 검게 표시된 것은 전면 패턴, 빗금으로 표시된 것은 후면 패턴, 그리고 원으로 표시된 것은 비아를 의미함).
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
본 명세서에서, 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.
본 명세서에서, "A 및/또는 B" 의 기재는, "A, B, 또는, A 및 B" 를 의미한다.
본 명세서에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 "이들의 조합"의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.
본 명세서에서, “제1”, “제2” 또는 “A”, “B”와 같은 용어는 동일한 용어를 서로 구별하기 위하여 사용된다.
본 명세서에서, 단수 표현은 특별한 설명이 없으면 문맥상 해석되는 단수 또는 복수를 포함하는 의미로 해석된다.
본 명세서에서, 각 층, 호일 또는 시트 등이 각 층, 호일 또는 시트 등의 "위(on, 상)"에 또는 "아래(under, 하)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(on)"과 "하(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 구성요소를 개재하여(indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다.
본 명세서에서, 첨부된 도면들에서 이해를 돕기 위해 크기나 간격 등이 과장되어 표시될 수 있으며, 또한 이 기술분야에 속하는 통상의 기술자에게 자명한 내용은 도시가 생략될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 소자에 포함되는 안테나용 적층시트 일부의 단면을 보여주는 개념도이고, 도 2 내지 도 5는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 소자를 제조하는 과정을 안테나 소자 일부의 단면으로 설명하는 개념도이며, 그리고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 소자에 포함되는 경화적층체의 예를 단면의 일부로 설명하는 개념도이다. 도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 소자 일부의 단면을 보여주는 개념도이며, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 소자를 제조하는 과정인 비아 형성 과정을 안테나 소자 일부의 단면으로 설명하는 개념도이다. 도 10은 본 발명의 다른 일 실시예에 따라 제조되는 (a) 경화적층체를 그 단면으로 설명하는 개념도와 (b) 경화적층체를 a-a' 선을 따라 타발하여 제조한 안테나 소자의 일 말단(절단면)의 단면을 설명하는 개념도이고, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조되는 안테나 소자 일부의 단면을 설명하는 개념도(위)와, 제조된 샘플 안테나 소자 단면을 촬영한 전자현미경사진의 일부(아래)이다. 도 12는 본 발명의 실험예에서 박리력 평가를 진행할 때 제조한 시편의 개념도와 박리면을 설명하는 개념도이고, 도 13은 본 발명의 일 실시예 중 솔레노이드 코일형의 안테나 적층시트를 설명하는 개념도(패턴 중 검게 표시된 것은 전면 패턴, 빗금으로 표시된 것은 후면 패턴, 그리고 원으로 표시된 것은 비아를 의미함)이다.
상기 도 1 내지 도 13을 참조하여 이하 본 발명을 상세히 설명한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나소자의 제조방법은, i) 기판용 시트(100), ii) 도전성재료, 및 iii) 미경화 또는 반경화된 고분자 수지층인 비경화 고분자 수지층과 상기 비경화 고분자 수지층에 분산된 자성분말을 함유하는 건조시트(702)를 포함하는 적층재료를 적층하여, 상기 기판용 시트(100)의 적어도 일면 상에 위치하며 상기 도전성재료로 형성되는 도전층(200)을 포함하는 안테나용 적층시트(700); 및 상기 안테나용 적층시트(700)의 적어도 일면 상에 위치하는 상기 건조시트(402);를 포함하는 미경화적층체(720)를 제조하는 적층단계; 그리고 상기 비경화 고분자 수지층을 경화하여 경화 고분자 수지층을 형성하는 방법으로 상기 경화 고분자 수지층과 이에 분산된 자성분말을 함유하는 경화시트(404)를 제조하여, i) 상기 안테나용 적층시트(700); 및 상기 안테나용 적층시트(700) 상에 위치하는 자성시트인 상기 경화시트(404)를 포함하며 ii) 1 개 또는 2 개 이상의 안테나 소자(900)가 배치된 경화적층체(740)를 제조하는 경화단계;를 포함한다(도 2 내지 도 5 참고).
본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 소자는, 기판용 시트(100)와 상기 기판용 시트(100)의 적어도 일면 상에 위치하며 도전성재료로 형성된 안테나 패턴을 갖는 도전층(200)을 포함하는 안테나용 적층시트(700); 및 상기 안테나용 적층시트(700)의 적어도 일면 상에 위치하며, 경화 고분자 수지층에 분산된 자성분말을 함유하는 자성시트인 경화시트(404)를 포함하는 경화적층체(740)로, 상기 경화적층체(740)의 상면과 저면을 제외한 외면(外面)들 중 적어도 하나의 면에 상기 자성시트(740)가 노출되어 있는 것이다(도 10의 (b) 참고).
이하에서 본 발명의 각 부분들과 이들의 적층체 관계, 그리고 이의 제조방법에 대해 상세히 설명한다.
상기 기판용 시트(100)로는 절연필름, 건조시트, 또는 경화시트가 적용될 수 있다.
상기 기판용 시트(100)로 건조시트(402)의 일면 또는 양면에 절연필름이 적층된 건조시트 적층체가 적용될 수 있다.
상기 기판용 시트(100)로 경화시트(404)의 일면 또는 양면에 절연필름이 적층된 적층체가 적용될 수 있다.
상기 절연필름은 전기적으로 절연성을 가지면서 도전층을 지지할 수 있는 것이라면 적용될 수 있고, 구체적으로 폴리이미드(PI), 폴리아미드(PA), 폴리카보네이트(PC), 폴리이써설폰(PES), 에폭시 수지, 아크릴 수지, 아크릴로니트릴-부타디엔-스타이렌(ABS), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP) 등을 포함하는 시트일 수 있으며, 이들의 단독중합체 또는 둘 이상의 공중합체, 또는 이들의 적층체가 적용될 수 있다.
상기 기판용 시트(100)로는 유연성과 절연성을 갖는 고분자 시트가 적용될 수 있다.
상기 기판용 시트(100)는, 90°및 35 RPM 조건 하의 MIT 굽힘테스트(MIT folding test)에서 100회, 1,000회, 또는 10,000회 절곡 후에도 절단되지 않는 것일 수 있다.
상기 기판용 시트(100)는 약 2 내지 100 ㎛의 두께를 갖는 것일 수 있고, 약 6 내지 20 ㎛의 두께를 갖는 것일 수 있다.
상기 도전층(200, 205)은 도전성재료를 포함한다.
상기 도전성재료는 구리, 니켈, 금, 은, 아연 및 주석으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 금속을 포함할 수 있으나, 안테나용으로 적용하기에 충분한 전기전도성 등을 갖는 것이라면 제한 없이 적용될 수 있다.
상기 도전층(200, 205)은 구리, 니켈, 금, 은, 아연 및 주석으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 금속을 포함하는 층일 수 있다.
상기 도전층(200, 205)은 금속 포일층일 수 있고, 더 구체적으로 구리 함유 포일층, 또는 은 함유 포일층일 수 있다.
상기 도전층(200, 205)은 상기 도전성재료로 형성되며 패턴화되지 않은 도전층일 수 있다.
상기 도전층(200, 205)은 상기 도전성재료로 형성되며 안테나 패턴을 포함하도록 패턴화 가공된 도전층일 수 있다.
상기 도전층(200, 205)으로 시판 도전성 테이프가 적용될 수 있다.
상기 도전층(200, 205)으로 2 개 이상의 안테나 패턴이 배치되도록 펀칭 가공된 도전성 테이프가 적용될 수 있다.
상기 도전층(200, 205)은 이형지(600)와 상기 도전층(200, 205)이 함께 적층된 상태로 상기 안테나용 적층시트(700) 또는 상기 건조시트(402)에 적층될 수 있고, 적층과 동시에 상기 이형지(600)가 제거될 수 있다.
한 층의 도전층이 포함하는 안테나 패턴은, 1 개의 안테나로 기능하는 패턴일 수 있으나, 보다 바람직하게는 2 개 이상의 안테나로 기능하는 안테나 패턴이 배치된 것일 수 있다.
즉, 상기 도전층(200)은 한 층의 도전층(200)에 다수 개의 안테나 패턴이 배치된 패턴화된 도전층(200)일 수 있다.
상기 한 층의 도전층(200)에 배치되는 안테나 패턴은 단독으로 하나의 안테나의 패턴으로 기능할 수 있으나, 필요에 따라 상기 도전층의 위쪽 또는 아래쪽에 다른 도전층과 함께 후술하는 비아 등을 통해 전기적으로 연결되어 함께 작용하여 독립된 하나의 안테나로 기능할 수도 있다.
이렇게 비아 등을 통해서 전기적으로 연결되어 기능하는 안테나 패턴은 보다 좁은 공간 안에서 충분한 강도의 신호를 송신 또는 수신할 수 있다는 장점을 갖는다.
상기 안테나 패턴은 인쇄 회로 패턴일 수 있다.
상기 도전층(200)은 위에서 언급한 안테나 패턴 외에도 i) 상기 안테나 패턴에 대응되는 단자부(미도시) 패턴, 그리고 ii) 상기 단자부와 상기 안테나 패탄을 연결하는 연결부 패턴도 상기 도전층과 동일한 도전층에 함께 포함할 수 있다.
이렇게 하나의 도전층(200)에 동시에 다수 개의 안테나 패턴을 포함하는 경우, 후술하는 제조방법에 의하여 적층체 형태로 시트를 제조한 후 이를 절단(또는 타발)하는 방식을 적용하여 동시에 다수 개의 안테나소자(900)를 동시에 제조할 수 있다.
상기 패턴화 가공은 도전층(205)을 안테나 패턴으로 펀칭 가공하는 과정으로 진행될 수 있다.
상기 패턴화 가공은 도전층(205)에 화학적 식각 방법을 적용하여 패턴화하는 과정으로 진행될 수 있다. 구체적으로, 도전층(205) 상에 마스크 패턴을 형성하고, 에칭 공정을 진행하여 도전층 중 불필요한 부분일 제거한 후, 상기 남아있는 마스크 패턴을 제거하는 방식으로 형성될 수 있다.
상기 패턴화 가공은 상기 도전층(205)을 상기 미경화적층체(720)에 적층하기 전에 실시될 수도 상기 미경화적층체(720)에 상기 도전층(205)이 적층된 후에 실시될 수도 있다.
상기 도전층(200)은 증착 등의 방법, 도전성 잉크를 프린팅하는 방법 등으로 상기 기판용 시트(100)의 적어도 일면 상에 안테나 패턴으로 전기전도성층을 형성하는 방법으로 제조될 수 있다. 이렇게 형성된 패턴화 가공된 도전층(200)은 1개 또는 다수 개의 안테나 패턴을 포함하는 도전층일 수 있다.
상기 도전층(200)은 패턴화된 것으로, 상면(202), 저면(204), 좌측면(206) 및 우측면(208)을 포함하는 외면(外面)들 중에서 적어도 세 면의 일부 또는 전부가 상기 기판용 시트(100)의 일면으로부터 노출되는 노출면을 갖는 것일 수 있다.
상기 안테나 패턴을 갖는 도전층(200)은, 단일 층으로 또는 다른 층과 복합적으로 작용하여, MST 안테나, NFC 안테나 및 WPC 안테나로 이루어진 군에서 선택된 1 또는 2 이상의 안테나로 기능할 수 있다.
상기 도전층(200)은 약 6 내지 200 ㎛의 두께를 가질 수 있고, 약 8 내지 150 ㎛의 두께를 질 수 있으며, 약 40 내지 100 ㎛의 두께이거나 약 8 내지 35 ㎛의 두께를 가질 수 있다.
안테나소자(900)에는 안테나 주변의 다른 부품에 의해 형성되는 교류 자기장이 인가될 경우 형성될 수 있는 와전류 발생을 방지하고 동작특성을 향상시키기 위하여 자성시트를 적용한다. 본 발명에서는 무소결 고분자형 자성시트(PMS, polymeric magnetic sheet)를 자성시트로 활용한다.
고분자형 자성시트는 일반적으로 자성분말을 고분자 수지에 분산시켜 분산된 자성분말을 함유하는 고분자 수지층을 제조하고, 이 고분자 수지층에 열가압을 하는 등의 방법으로 고분자 수지의 경화를 진행시켜 자성시트를 얻는 방식으로 제조된다.
본 발명에서는 자성시트로 경화시트(404)를 적용하되, 상기 경화시트(404)는 이에 포함된 고분자 수지의 경화가 진행되지 않고 미경화 또는 반경화 상태로 건조된 건조시트(402)인 상태로 도전층(200) 등과 함께 적층체(미경화적층체, 720)를 구성한 후 경화 공정을 거쳐서 경화적층체(740)로 제조되며 이렇게 경화 공정을 거치는 과정에서 건조시트가 경화시트(404)로 형성되고 자성시트로써 기능한다.
상기 자성분말은 페라이트(Ni-Zn계, Mg-Zn계, Mn-Zn계 페라이트 등)와 같은 산화물 자성분말; 퍼말로이(permalloy), 샌더스트(sendust), Fe-Si-Cr 합금 및 Fe-Si-나노크리스탈과 같은 금속 자성분말; CIP(Carbonyl Iron) 또는 이들의 혼합 분말일 수 있다. 구체적으로, 상기 자성분말은 Fe-Si-Al 합금 조성을 갖는 샌더스트 분말일 수 있다.
상기 자성분말은 하기 화학식 1로 표시되는 재료일 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112018104154514-pat00001
상기 화학식 1에서, X는 Al, Cr, Ni, Cu, 또는 이들의 조합이고; Y는 Mn, B, Co, Mo, 또는 이들의 조합이고; 0.01 ≤ a ≤ 0.2, 0.01 ≤ b ≤ 0.1, 및 0 ≤ c ≤ 0.05 이다.
상기 자성분말의 입경은 약 3nm 내지 약 1mm의 범위일 수 있고, 구체적으로 상기 자성분말은 그 입경이 약 1 내지 300 ㎛, 약 1 내지 50㎛ 또는 약 1 내지 10 ㎛인 것을 포함할 수 있다. 상기 자성분말의 평균입경이 상기 범위 내일 때에는 충분한 자성 특성을 나타내면서도 자성 시트에 비아 등을 형성할 때 단락을 방지할 수 있다.
상기 자성분말은 구상, 플레이크상, 막대상 등의 형상을 가질 수 있다. 바람직하게는, 상기 자성분말은 플레이크 형상을 가질 수 있고, 이에 따라 입자의 종횡비가 커서 자성 특성이 보다 효과적으로 발휘될 수 있다. 또한, 안테나 소자의 제조 시에 수행되는 열가압에 의해 상기 플레이크상의 자성분말이 고르게 정렬될 수 있다.
상기 자성분말로는 상기 자성분말에 별도의 코팅처리를 하지 않은 미코팅 자성분말 또는 상기 자성분말을 코어로 하고 그 표면을 기능성 소재로 감싸는 코팅층(미도시)을 더 포함하는 코팅 자성분말이 적용될 수 있다.
상기 코팅 자성분말은 상기 자성분말인 코어와 상기 코어의 표면을 감싸며 절연 기능성을 갖는 코팅층을 포함할 수 있다. 상기 코팅 자성분말은 위에서 설명한 자성분말 개개의 입자 표면에 절연 코팅된 것일 수 있고, 상기 자성분말이 2 이상의 응집된 클러스터인 코어와 상기 코어의 표면을 감싸며 절연 기능성을 갖는 코팅층을 포함하는 것일 수 있다.
상기 자성분말로 상기 코팅 자성분말이 적용되는 경우, 보다 강화된 절연 기능성을 상기 건조시트(402) 또는 상기 경화시트(404)에 부여할 수 있으며, 상기 건조시트(402) 또는 상기 경화시트(404)에 비아홀(505)을 형성하는 경우에도 상기 경화시트(404)인 자성시트에 더욱 우수한 절연성을 부여할 수 있다. 즉, 상기 경화시트(404)에 2 이상의 비아(500)를 형성한 경우에도 서로 도전층 등으로 전기적으로 연결되지 않은 비아들 사이에 우수한 절연성이 부여될 수 있다.
상기 코팅의 재료로는 유기 재료가 적용될 수 있고, 구체적으로 절연성 고분자 수지가 적용될 수 있다.
상기 코팅 자성분말에 포함되는 코팅층은 절연성 고분자 수지를 함유할 수 있으며, 상기 코팅층의 두께가 0.1 내지 20 ㎛, 또는 1 내지 10 ㎛일 수 있다.
상기 고분자 수지는 경화성 고분자 수지 조성물이 적용될 수 있다. 구체적으로, 상기 고분자 수지 조성물은 광경화성 수지, 열경화성 수지, 및/또는 고내열 열가소성 수지를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 열경화성 수지를 포함할 수 있다.
상기 고분자 수지 조성물은 경화된 후 금속층 또는 폴리이미드층과 같은 고분자 수지층과의 사이에 우수한 접착성을 가지면서도 우수한 내화학성, 열안정성, 형태안정성 등을 가지면서도 시트 형상으로 성형시에 작업성이 우수한 것을 적용하는 것이 좋은데, 구체적으로, 글리시딜기, 이소시아네이트기, 히드록시기, 카복실기 또는 아미드기 등과 같은 열에 의한 경화가 가능한 관능기 또는 부위를 하나 이상 포함하거나; 또는 에폭시드(epoxide)기, 고리형 에테르(cyclic ether)기, 설파이드(sulfide)기, 아세탈(acetal)기 또는 락톤(lactone)기 등과 같은 활성 에너지에 의해 경화가 가능한 관능기 또는 부위를 하나 이상 포함하는 것이 상기 고분자 수지로 적용될 수 있다. 이와 같은 관능기 또는 부위는, 구체적으로 이소시아네이트기(-NCO), 히드록시기(-OH), 또는 카복실기(-COOH)일 수 있다.
구체적으로 상기 고분자 수지 조성물은, 위에서 언급한 관능기 또는 부위를 적어도 하나 이상 가지는 폴리우레탄계 수지, 아크릴 수지, 폴리에스테르 수지, 이소시아네이트 수지 또는 에폭시 수지 등이 적용될 수 있다.
상기 고분자 수지 조성물은 폴리우레탄계 수지, 이소시아네이트계 경화제 및 에폭시계 수지를 포함할 수 있다.
상기 고분자 수지 조성물은 폴리우레탄계 수지, 이소시아네이트계 경화제, 에폭시계 수지 및 아크릴 수지를 포함할 수 있다.
상기 폴리우레탄계 수지는 하기 화학식 2a 및 2b로 표시되는 반복단위들을 포함할 수 있다.
[화학식 2a]
Figure 112018104154514-pat00002
[화학식 2b]
Figure 112018104154514-pat00003
상기 화학식 2a 또는 화학식 2b에서, R1 및 R3는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 5(C1-5)인 알킬기, 우레아기, 또는 에테르기이고; R2 및 R4는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 5(C1-5)인 알킬기이며; 상기 R1 내지 R4는 각각 독립적으로 할로겐, 히드록시, 시아노, 아미노 및 니트로로 이루어진 군에서 선택된 치환기를 1개 이상 가질 수 있다.
상기 폴리우레탄계 수지는 상기 화학식 2a로 표시되는 반복단위와 상기 화학식 2b로 표시되는 반복단위를 1:10 내지 10:1의 몰비로 포함할 수 있다.
상기 폴리우레탄계 수지는 약 500 내지 50,000 g/mol의 범위, 약 10,000 내지 50,000 g/mol의 범위, 또는 약 10,000 내지 40,000 g/mol의 범위의 수평균분자량을 가질 수 있다.
상기 이소시아네이트계 경화제는 유기 디이소시아네이트일 수 있다.
구체적으로, 상기 이소시아네이트계 경화제는 방향족 디이소시아네이트, 지방족 디이소시아네이트, 지환족 디이소시아네이트, 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
상기 방향족 디이소시아네이트는, 구체적으로 탄소수 6 내지 20(C6~20)인 아릴 디이소시아네이트일 수 있고, 1,5-나프틸렌 디이소시아네이트, 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 4,4'-디페닐-디메틸메탄 디이소시아네이트, 4,4'-벤질 이소시아네이트, 디알킬-디페닐메탄 디이소시아네이트, 테트라알킬-디페닐메탄 디이소시아네이트, 1,3-페닐렌 디이소시아네이트, 1,4-페닐렌 디이소시아네이트, 톨릴렌 디이소시아네이트, 크실렌 디이소시아네이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 지환족 디이소시아네이트는, 구체적으로 탄소수 6 내지 20(C6~20)인 사이클로알킬 디이소시아네이트일 수 있고, 사이클로헥산-1,4-디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 디사이클로헥실메탄-4,4'-디이소시아네이트, 1,3-비스(이소시아네이트메틸)사이클로헥산, 메틸사이클로헥산 디이소시아네이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
구체적으로, 상기 이소시아네이트계 경화제는 지환족 디이소시아네이트일 수 있으며, 특히 이소포론 디이소시아네이트를 포함할 수 있다.
상기 에폭시계 수지는, 구체적으로 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 비스페놀 S형 에폭시 수지, 테트라브로모비스페놀 A형 에폭시 수지 등과 같은 비스페놀형 에폭시 수지; 스피로 고리형 에폭시 수지; 나프탈렌형 에폭시 수지; 비페닐형 에폭시 수지; 테르펜형 에폭시 수지; 트리스(글리시딜옥시페닐)메탄, 테트라키스(글리시딜옥시페닐)에탄 등과 같은 글리시딜 에테르형 에폭시 수지; 테트라글리시딜 디아미노디페닐메탄과 같은 글리시딜 아민형 에폭시 수지; 크레졸 노볼락형 에폭시 수지, 페놀 노볼락형 에폭시 수지, α-나프톨 노볼락형 에폭시 수지, 브롬화페놀 노볼락형 에폭시 수지 등과 같은 노볼락형 에폭시 수지 등을 들 수 있다. 이들 에폭시계 수지는 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합해 이용될 수 있다.
상기 에폭시계 수지로는, 접착성과 내열성을 고려할 때, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 크레졸 노볼락형 에폭시 수지, 또는 테트라키스(글리시딜옥시페닐)에탄형 에폭시 수지를 상기 고분자 수지에 적용하는 것이 좋다.
상기 에폭시계 수지는 약 80 내지 1,000 g/eq, 또는 약 100 내지 300 g/eq의 에폭시 당량을 갖는 것을 적용하는 것이 후술하는 경화시트의 물성을 얻기에 좋다.
상기 에폭시계 수지는 약 10,000~50,000 g/mol의 범위의 수평균 분자량을 갖는 것을 적용하는 것이 후술하는 경화시트의 물성을 얻기에 좋다.
상기 건조시트(402)는 자성분말을 50 중량% 이상, 또는 70 중량% 이상으로 포함할 수 있다.
상기 건조시트(402)는 절연필름의 특성과 자성시트의 특징을 동시에 갖는 것으로, 자성분말을 70 중량% 이상으로 포함해서 보다 우수한 자성특성을 가질 수 있다.
상기 건조시트(402)는 경화시트인 절연자성시트에 높은 투자율과 낮은 투자손실율을 부여하면서 안정적인 고분자 시트의 유연성과 절연성을 동시에 부여하고자, 자성분말을 70 내지 95 중량%로 포함하고, 고분자 수지를 5 중량% 내지 30 중량%로 포함할 수 있다. 구체적으로 상기 건조시트(402)는 자성분말을 80 내지 95 중량%로, 고분자 수지를 5 내지 20 중량%로 포함할 수 있으며, 더 구체적으로 자성분말을 85 내지 95 중량%로, 고분자 수지를 5 내지 15 중량%로 포함할 수 있다.
상기 고분자 수지로 위에서 설명한 폴리우레탄계 수지, 이소시아네이트계 경화제 및 에폭시계 수지를 모두 포함하는 경우, 상기 폴리우레탄계 수지 100 중량부를 기준으로 상기 이소시아네이트계 경화제를 5 내지 25 중량부, 및 상기 에폭시계 수지를 3 내지 20 중량부 포함할 수 있고, 상기 폴리우레탄계 수지 100 중량부를 기준으로, 상기 이소시아네이트계 경화제를 8 내지 21 중량부, 및 상기 에폭시계 수지를 5 내지 12 중량부 포함될 수 있다. 이러한 함량의 범위로 상기 폴리우레탄계 수지, 이소이사네이트계 경화제 및 에폭시계 수지를 함께 포함하는 경우, 상기 고분자 수치층 내에 자성분말이 충분하게 분산되어 있도록 하면서도 동시에 절연자성시트에 충분한 유연성, 강도, 그리고 절연성을 부여할 수 있다.
상기 고분자 수지는 6 내지 12 중량부의 폴리우레탄계 수지, 0.5 내지2 중량부의 이소시아네이트계 경화제 및 0.3 내지 1.5 중량부의 에폭시계 수지를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 건조시트는 건조시트 전체 중량을 기준으로, 자성분말을 81 내지 95 중량%의 양으로 포함하고, 고분자 수지로서, 6 내지 17 중량%의 폴리우레탄계 수지, 0.5 내지 6 중량%의 이소시아네이트계 경화제 및 0.3 내지 2.5 중량%의 에폭시계 수지를 포함할 수 있다. 또한, 이때 상기 자성분말은 상기 화학식 1로 표시되는 것이고, 상기 폴리우레탄계 수지는 상기 화학식 2a 및 2b로 표시되는 반복단위들을 포함하며, 상기 이소시아네이트계 경화제는 지환족 디이소시아네이트이고, 상기 에폭시계 수지는 비스페놀 A형 에폭시 수지, 크레졸 노볼락형 에폭시 수지, 또는 테트라키스(글리시딜옥시페닐)에탄형 에폭시 수지가 적용될 수 있다.
상기 건조시트(402)는 방청제(corrosion inhibitor)를 더 포함할 수 있다.
상기 방청제는 구체적으로 유기 방청제 또는 무기 방청제일 수 있다.
상기 유기 방청제는 구체적으로, 아민류, 우레아(urea), 머캅토벤조티아졸(MBT), 벤조트리아졸, 톨릴트리아졸, 알데히드류, 헤테로고리 질소 화합물, 황 함유 화합물, 아세틸렌성 화합물, 아스코르브산, 석신산, 트립타민, 카페인 등이 있다.
상기 방청제는 N-벤질-N,N-비스[(3,5-디메틸-1H-피라졸-1-일)메틸]아민, 4-(1-메틸-1-페닐에틸)-N-[4-(1-메틸-1-페닐에틸)페닐]아닐린, 트리스(벤즈이미다졸-2-일메틸)아민, N-(2-퍼퓨릴)-p-톨루이딘, N-(5-클로로-2-퍼퓨릴)-p-톨루이딘, N-(5-니트로-2-퍼퓨릴)-p-톨루이딘, N-(5-메틸-2-퍼퓨릴)-p-톨루이딘, N-(피페리디노메틸)-3-[(피리딜리덴)아미노]이사틴, 테트라키스[에틸렌-3-(3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트]메탄, 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
상기 방청제는 상기 고분자 수지 조성물 함량과 상기 자성분말의 함량의 합 100 중량부를 기준으로 1 내지 10 중량부, 1 내지 8 중량부, 또는 3 내지 7 중량부로 적용될 수 있다.
상기 고분자 수지 조성물 또는 상기 건조시트 제조용 조성물은 슬러리 제조와 건조시트의 제조에 적당한 용매를 더 포함할 수 있다.
상기 건조시트(402)는 건조시트의 제조방법으로 제조된 것일 수 있다.
상기 건조시트의 제조방법은, 자성분말 및 고분자 수지를 포함하는 조성물을 혼합하여 슬러리를 제조하는 슬러리제조단계; 그리고 상기 슬러리를 시트 형태로 건조하여 상기 고분자 수지가 미경화 또는 반경화된 것인 비경화 고분자 수지층과 상기 비경화 고분자 수지층에 분산된 자성분말을 함유하는 건조시트(402)를 제조하는 건조단계;를 포함한다.
상기 조성물은 위에서 설명한 자성분말과 고분자 수지를 적용하며 그 구체적인 설명은 위의 설명과 중복되므로 기재를 생략한다.
상기 조성물은 자성분말이 충분하게 분산되고 고분자 수지를 구성하는 각 성분들에 충분한 반응이 유도될 수 있도록 용매를 더 포함할 수 있다.
상기 용매는 상기 자성분말과 상기 고분자 수지의 함량의 합 100을 기준으로 60 내지 200 중량부로 적용될 수 있고, 70 내지 140 중량부로 적용될 수 있다.
상기 용매로는 예를 들어 2-부탄온, n-부틸 아세테이트, 톨루엔 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나가 적용될 수 있다.
구체적으로, 상기 슬러리제조단계는 상기 조성물을 분산기(planetary mixer, homo mixer, no-bead mill 등)에 의해 분산시켜 약 100 내지 10,000 cPs의 점도를 갖는 슬러리를 제조하는 과정으로 진행될 수 있다.
구체적으로, 상기 건조단계는 상기 슬러리를 콤마 코터 등을 이용하여 캐리어 필름 상에 시트 형태로 코팅하고, 건조하는 방법으로 건조시트(402)를 제조할 수 있다.
이때, 형성하고자 하는 건조시트(402)의 두께에 따라 코팅의 속도와 온도 등 공정 조건이 조절될 수 있으며, 건조기를 이용하여 건조하는 방식으로 용매를 제거한 뒤 성형된 건조시트(402)를 권취하는 방식으로, 미경화 또는 반경화된 고분자 수지층인 비경화 고분자 수지층과 상기 비경화 고분자 수지층에 분산된 자성분말을 함유하는 건조시트(402)를 제조할 수 있다.
상기 건조시트(402)는 그 일면 상에 절연층이 더 위치할 수 있다. 상기 절연층은 강화절연층(450)으로, i) 절연필름, i) 절연접착층, 또는 iii) 미경화 또는 반경화 절연성 고분자수지층을 포함할 수 있다.
상기 강화절연층(450)은, 상기 건조시트(402)의 일면 상에 절연층을 더 형성하는 강화절연층형성단계를 통해 제조될 수 있다.
상기 건조시트(402)는 완전히 경화되지 않은 미경화 또는 반경화 고분자수지를 포함하기 때문에, 가압 환경에서 건조시트 자체의 형태가 일부 변형되거나, 건조시트에 포함된 자성분말이 더욱 잘 배열될 수 있다.
상기 경화시트(404)는 상기 건조시트(402)에 포함된 미경화 또는 반경화 고분자수지를 경화시키는 방법으로 형성될 수 있다. 다만, 본 발명에서는 통상의 고분자형 자성시트의 제조방법과 다르게, 고분자 수지를 경화하지 않은 건조시트를 적층하여 미경화적층체를 제조한다.
본 발명의 안테나 소자의 제조방법은, 상기 자성분말과 상기 고분자 수지를 시트 형상으로 형성 및 건조한 건조시트를 도전층, 절연층 등과 함께 적층하여 적층체(미경화적층체, 720)를 제조한 후 이 적층체에 포함된 미경화 또는 반경화 고분자수지를 경화하여 건조시트를 경화시트로 제조하는 방법이 적용된다.
상기 고분자 수지는 열경화성 수지를 포함하고, 상기 고분자 수지의 경화방법으로는 구체적으로 열가압의 방법이 적용될 수 있다.
상기 열가압은 1 내지 100 MPa의 압력 및 100 내지 300℃의 온도 조건으로 진행될 수 있다.
상기 열가압은 5 내지 30 MPa의 압력 및 150 내지 200℃의 온도 조건으로 진행될 수 있다.
상기 열가압은 약 0.1 내지 5 시간 동안 진행될 수 있다.
이러한 범위 내에서 열가압하여 고분자 수지를 경화시키는 경우 고분자수지의 충분한 경화 과정을 효율적으로 적용할 수 있다.
상기 경화시트(404)는 그 일면 상에 절연층이 더 위치할 수 있다. 상기 절연층은 강화절연층(450)으로, i) 절연필름, i) 절연접착층, 또는 iii) 경화 절연성 고분자수지층을 포함할 수 있다.
상기 건조시트(402)는 완전히 경화되지 않은 미경화 또는 반경화 고분자 수지를 포함하기 때문에, 상기 경화시트 제조를 위한 열가압 환경에서 시트 형상의 일부가 변형될 수 있고, 상기 경화시트(404)는 이렇게 변형된 형상으로 경화되어 그 일부 변형된 형태를 가지며 자성시트로 활용될 수 있다.
상기 건조시트(402)는 자성분말을 포함하며, 상기 경화시트 제조를 위한 열가압 환경에서 상기 고분자 수지 내에 분산되어 있는 자성분말의 배향이 더욱 정렬되어 상기 경화시트(404)는 상기 건조시트(402)와 비교하여 자성특성을 더욱 향상시킬 수 있다.
상기 경화시트는 MST 안테나, NFC 안테나 및 WPC 안테나로 이루어진 군에서 선택된 1 또는 2 이상의 안테나에 자성시트로써 적용하기에 적당한 자성특성을 갖는 자성시트일 수 있다.
상기 경화시트(404)는 3 MHz 주파수의 교류 전류에 대하여 100 내지 300의 투자율을 가지고, 6.78 MHz 주파수의 교류 전류에 대하여 80 내지 270의 투자율을 가지며, 13.56 MHz 주파수의 교류 전류에 대하여 60 내지 250의 투자율을 가질 수 있다.
상기 경화시트(404)는 3 MHz 주파수의 교류 전류에 대하여 약 190 내지 250의 투자율을 가지고, 6.78 MHz 주파수의 교류 전류에 대하여 약 180 내지 230의 투자율을 가지고, 13.56 MHz 주파수의 교류 전류에 대하여 약 140 내지 180의 투자율을 가질 수 있다.
상기 경화시트(404)는 다양한 기기에 적용될 수 있도록 유연성을 가질 수 있다.
상기 경화시트(404)는 90° 및 35 RPM 조건 하의 MIT 굽힘테스트(MIT folding test)에서 100회, 1,000회, 또는 10,000회 절곡 후에도 절단되지 않을 수 있다.
상기 경화시트(404)는 90° 및 35 RPM 조건 하의 MIT 굽힘테스트에서 100회, 1,000회, 또는 10,000회 절곡 후에 투자율 변화가 약 10% 이하, 또는 약 5% 이하일 수 있다.
상기 경화시트(404)는 고열 조건에서 견딜 수 있는 내열성을 가질 수 있다.
상기 경화시트(404)는 약 150℃에서 약 30분 동안 열처리될 때, 약 25% 이하, 15% 이하, 10% 이하, 또는 약 5% 이하의 부피 변화를 가질 수 있다.
상기 경화시트(404)는 약 150℃에서 약 30분 동안 열처리될 때, 약 25% 이하, 15% 이하, 10% 이하, 또는 약 5% 이하의 투자율 변화를 가질 수 있다.
상기 경화시트(404)는 200초 동안 일정한 속도로 30℃부터 240℃까지 온도를 상승시킨 후, 100초 동안 240℃부터 130℃까지 일정한 속도로 온도를 하강시키는 열처리 조건을 동일한 경화시트(404)에 2회 반복할 때, 약 5% 이하의 두께 변화 및 약 5% 이하의 투자율 변화를 가질 수 있다.
상기 열처리 조건이 2회 반복될 때, 상기 경화시트(404)는 약 3% 이하의 두께 변화 및 약 3% 이하의 투자율 변화를 가질 수 있고, 보다 구체적으로 약 1% 이하의 두께 변화 및 약 1% 이하의 투자율 변화를 가질 수 있다.
상기 경화시트(404)는 다양한 환경에서 견딜 수 있는 내화학성을 가질 수 있다.
상기 경화시트(404)는 2N 염산 용액에 30분간 침지되었을 때 5% 이하의 두께 변화 및 5% 이하의 투자율 변화를 갖고, 2N 수산화나트륨 용액에 30분간 침지되었을 때 5% 이하의 두께 변화 및 5% 이하의 투자율 변화를 가질 수 있다.
상기 경화시트(404)는 2N 염산 용액에 30분간 침지되었을 때 3% 이하의 두께 변화 및 3% 이하의 투자율 변화를 갖고, 2N 수산화나트륨 용액에 30분간 침지되었을 때 3% 이하의 두께 변화 및 3% 이하의 투자율 변화를 가질 수 있다.
상기 경화시트(404)는 약 2N 염산 용액에서 10분 동안 침지될 때, 약 10% 이하, 또는 약 5% 이하의 질량 변화를 가질 수 있다.
상기 경화시트(404)는 다양한 부식 환경에서 견딜 수 있는 내부식성을 가질 수 있다.
상기 경화시트(404)는 KS D 9502에 의거한 염수 분무 시험에서 9.8 이상의 레이팅넘버(rating number)를 가질 수 있다. 레이팅 넘버(rating number)법은 부식 면적과 유효 면적의 비율에 의해서 부식 정도를 나타내는 평가 방법으로서 0 내지 10의 값으로 구분된다.
상기 경화시트(404)는 약 2N NaCl 용액에서 10분 동안 침지될 때, 약 10% 이하, 또는 약 5% 이하의 질량 변화를 가질 수 있다.
상기 경화시트(404)는 약 2N NaCl 용액에서 10분 동안 침지될 때, 약 10% 이하, 또는 약 5% 이하의 투자율 변화를 가질 수 있다.
상기 경화시트(404)는 85℃ 및 85%RH의 고온다습 조건으로 72시간 처리했을 때, 경화시트의 두께 및 투자율 변화가 모두 10% 이하, 구체적으로 5% 이하, 보다 구체적으로 2% 이하일 수 있다.
상기 경화시트(404)는 높은 항복 전압(breakdown voltage)를 가질 수 있다.
상기 경화시트(404)는 3 kV 이상, 3.5 kV 이상, 또는 4 kV 이상의 항복 전압을 가질 수 있다.
상기 경화시트(404)는 3 내지 6 kV의 범위, 3.5 내지 5.5 kV의 범위, 4 내지5kV의 범위, 또는 4 내지 4.5 kV의 범위의 항복 전압을 가질 수 있다.
상기 경화시트(404)는 시트 상에서 서로 500 ㎛ 이상 떨어진 두 지점 사이에 전류를 인가할 때 1 x 105 Ω 이상, 1 x 107 Ω 이상, 또는 1 x 109 Ω 이상의 저항 값을 가질 수 있다.
상기 경화시트(404)는 시트 상에서 서로 500 ㎛ 이상 떨어진 두 지점 사이에 전류를 인가할 때 저항값 측정이 불가능하거나 무한대의 저항값을 나타낼 수 있다.
상기 경화시트(404)의 두께는 약 10~3000 ㎛일 수 있다.
상기 경화시트의 두께는 약 10~500 ㎛, 약 40~500 ㎛, 약 40~250 ㎛, 약 50~250 ㎛, 약 50~200 ㎛, 또는 약 50~100 ㎛일 수 있다.
상기 건조시트(402), 상기 경화시트(404) 또는 상기 도전층(200)의 일면 상에는 절연층(300)이 위치할 수 있다.
상기 절연층(300)은 절연필름(302)과 절연접착층(304)을 포함할 수 있다.
상기 절연필름(302)은 상기 기판용 시트에서 설명한 절연필름에 대한 설명과 중복되므로 그 기재를 생략한다.
상기 절연층(300)은 치수안정성이 0.50% 이하인 것일 수 있다.
상기 절연층(300)은 치수안정성이 0.25% 이하인 것일 수 있다.
상기 절연층(300)은 치수안정성이 0.15% 이하인 것일 수 있다.
상기 치수안정성(MD, TD)은 IPC TM 650 2.2.4A에 따라 진행되며, 온도 200℃에 2시간 처리하여 전후 MD(Mechanical Direction)/TD(Transverse Direction) 치수변화율을 측정하되, 치수변화율은 3차원 측정장비로 측정한 결과이다.
상기 절연층(300)은 그 두께가 30 um 이하인 것일 수 있고, 3 내지 20 um인 것일 수 있다.
상기 절연필름(302)은 그 두께가 15 um 이하인 것일 수 있고, 2 내지 15 um인 것일 수 있다.
상기 절연층(300)은 유연성을 갖는 것일 수 있다.
상기 절연층(300)은 90° 및 35 RPM 조건 하의 MIT 굽힘테스트(MIT folding test)에서 100회, 1,000회, 또는 10,000회 절곡 후에도 절단되지 않을 수 있다.
상기 절연필름(302)은 90° 및 35 RPM 조건 하의 MIT 굽힘테스트에서 100회, 1,000회, 또는 10,000회 절곡 후도 절단되지 않을 수 있다.
상기 절연층(300)은 고열 조건에서 견딜 수 있는 내열성을 가질 수 있다.
상기 절연층(300)은 약 150℃에서 약 30분 동안 열처리될 때, 약 25% 이하, 15% 이하, 10% 이하, 또는 약 5% 이하의 부피 변화를 가질 수 있다.
상기 절연층(300)은 내화학성을 가질 수 있다.
상기 절연층(300)은 2N 염산 용액에 30분간 침지되었을 때 5% 이하의 두께 변화를 갖고, 2N 수산화나트륨 용액에 30분간 침지되었을 때 5% 이하의 두께 변화를 가질 수 있다.
상기 절연층(300)은 2N 염산 용액에 30분간 침지되었을 때 3% 이하의 두께 변화를 갖고, 2N 수산화나트륨 용액에 30분간 침지되었을 때 3% 이하의 두께 변화를 가질 수 있다.
상기 절연층(300)은 약 2N 염산 용액에서 10분 동안 침지될 때, 약 10% 이하, 또는 약 5% 이하의 질량 변화를 가질 수 있다.
상기 절연층(300)은 약 2N NaCl 용액에서 10분 동안 침지될 때, 약 10% 이하, 또는 약 5% 이하의 질량 변화를 가질 수 있다.
상기 절연층(300)은 85℃ 및 85%RH의 고온다습 조건으로 72시간 처리했을 때, 경화시트의 두께 변화가 10% 이하, 구체적으로 5% 이하, 보다 구체적으로 2% 이하일 수 있다.
상기 절연층(300)은 절연필름 상에서 서로 500 ㎛ 이상 떨어진 두 지점 사이에 전류를 인가할 때 측정되는 표면저항 값이 1 x 105 Ω 이상, 1 x 108 Ω 이상, 또는 1 x 1011 Ω 이상일 수 있다.
상기 절연층(300)은 절연필름 상에서 서로 500 ㎛ 이상 떨어진 두 지점 사이에 전류를 인가할 때 표면저항 값이 측정 불가이거나 무한대일 수 있다.
상기 절연층(300)은 부피저항값이 1 x 106 Ω·㎝ 이상, 1 x 106 Ω·㎝ 이상, 또는 1 x 1012 Ω·㎝ 이상일 수 있다.
상기 절연층(300)은 부피저항값이 측정 불가이거나 무한대일 수 있다.
상기 절연층(300)의 두께는 약 2 내지 100 ㎛일 수 있고, 약 6 내지 20 ㎛일 수 있다.
상기 절연층(300)은 절연필름(302)의 일면 상에 위치하는 절연접착층(304)을 포함할 수 있다.
상기 절연층(300)은 절연필름(302)의 양면 상에 각각 위치하는 절연접착층(304)을 포함할 수 있다.
상기 절연접착층(304)은 열경화성 수지 또는 고내열 열가소성 수지를 포함할 수 있다. 구체적으로 상기 절연접착층(304)은 폴리우레탄계 수지, 이소시아네이트계 경화제, 에폭시계 수지 등을 포함할 수 있다. 상기 폴리우레탄계 수지, 상기 이소시아네이트계 수지, 상기 에폭시계 수진에 대한 구체적인 설명은 상기 건조시트 제조를 위한 바인더 수지에 대한 설명과 일부 중복되므로 그 상세한 기재를 생략한다.
상기 절연접착층(304)은 열경화에 의해서, 건조시트(402) 또는 자성시트(400)와 상기 도전층(200)을 접착시킬 수 있다. 상기 절연접착층(304)은 높은 내열성 및 높은 접착력을 가질 수 있다.
상기 절연접착층(304)은 열경화 수지를 포함하여 높은 내화학성을 가질 수 있다. 상기 절연접착층(304)은 도전층의 패턴화 과정에서 식각액 등으로부터 상기 건조시트(402) 또는 상기 자성시트(400)를 보호하는 기능을 수행할 수 있다.
상기 안테나용 적층시트(700)는 상기 기판용 시트(100)의 일면 상에 도전층(200, 205)을 포함할 수 있다(도 1의 (a)와 (b) 참고).
상기 안테나용 적층시트(700)는 상기 기판용 시트(100)의 제1면(102) 상에 위치하는 제1도전층(200, 205)과 상기 기판용 시트(100)의 제2면(104) 상에 위치하는 제2도전층(210, 215)을 포함할 수 있다(도 1의 (c)와 (d) 참고).
상기 안테나용 적층시트(700)는 후술하는 비아형성단계를 통해 미리 정해진 위치에 1 이상의 비아(500)를 형성하여 상기 비아(500)에 의해 연결되는 두 층 이상의 도전층이 전기적을 연결되는 특징을 가질 수 있다.
상기 안테나용 적층시트(700)는 건조시트(402)와 함께 적층되어 미경화적층체(720)에 포함되며, 필요에 따라 서로 다른 안테나로 기능하는 안테나용 적층시트(700)가 두 층 또는 세 층 이상 하나의 미경화적층체(또는 경화적층체)에 포함될 수 있다.
상기 안테나용 적층시트(700)는 상기 기판용 시트(100)의 일면 상에 나선형으로 패턴화된 도전층(200)을 포함하며, 상기 도전층(200)은 WPC 안테나, MST 안테나 패턴, 또는 NFC 안테나 패턴로 기능하며, 한 층의 도전층이 두 가지 안테나 패턴을 동시에 포함할 수 있다.
상기 안테나용 적층시트(700)는 상기 기판용 시트의 제1면(102) 상에 위치하며 나선형으로 패턴화된 제1도전층(200), 상기 기판용 시트의 제2면(104) 상에 위치하며 나선형으로 패턴화된 제2도전층(210)을 포함하며, 상기 제1도전층과 제2도전층은 다수 개의 비아(500)로 서로 연결된 것일 수 있다. 이렇게 비아(500)를 통해 상기 안테나용 적층시트(700)의 일면과 타면에 각각 형성된 나선형 안테나 패턴이 서로 직렬, 병렬 또는 직렬과 병렬의 연결 방법을 혼합하여 연결되도록 도전층(200)을 형성할 수 있다. 이 때, 상기 안테나용 적층시트(700)는, 제한된 면적과 공간 내에서 보다 효율적으로 나선형의 안테나 패턴을 형성할 수 있다.
상기 안테나용 적층시트(700)는 상기 기판용 시트(100)와 나선형으로 패턴화된 도전층(200)을 포함하며, 상기 도전층(200)은 상면(202), 저면(204), 좌측면(206) 및 우측면(208)을 포함하는 외면(外面)들 중에서 적어도 세 면의 일부 또는 전부가 상기 기판용 시트의 일면(102)으로부터 노출되는 노출면을 갖는 것일 수 있다.
상기 안테나용 적층시트(700)는 상기 기판용 시트(100)의 일면의 적어도 일부, 및 상기 도전층(200)의 노출면의 적어도 일부를 일정한 두께로 감싸는 절연층(300)을 더 포함할 수 있다.
상기 절연층(300)은 절연필름(302)과 절연접착층(304)를 포함할 수 있다.
상기 안테나용 적층시트(700)는 기판용 시트(100) 및 상기 기판용 시트의 양면(102, 104) 상에 각각 위치하는 제1도전층(200)과 제2도전층(210)을 갖는 도전층(200)을 포함하고, 이러한 제1도전층(200)과 제2도전층(210)이 서로 다수 개의 비아(500)를 통해 연결되어 상기 제1도전층(200)과 상기 제2도전층(210)이 상기 안테나용 적층시트(700)를 감는 형태인 솔레노이드 코일형의 안테나용 적층시트(706)일 수 있다.
상기 제1도전층(200)은 상기 기판용 시트의 제1면(102) 상에 서로 이격되어 나란히 배치된 다수의 제1도전라인패턴들(201)을 포함할 수 있고, 상기 제2도전층(210)은 상기 기판용 시트의 제2면(104) 상에 서로 이격되어 나란히 배치된 다수의 제2도전라인패턴들(203)을 포함할 수 있다.
상기 제1도전라인패턴들(201)과 상기 제2도전라인패턴들(203)은 미리 정해진 순서로 이들을 서로 교대로 연결하여, 제1도전라인패턴들(201) 중 어느 하나의 일 끝단과 다른 끝단은 서로 인접하는 2개의 제2도전라인패턴들(203)에 각각 연결되고, 제2도전라인패턴들(203) 중 어느 하나의 일 끝단과 다른 끝단은 서로 인접하는 2개의 제1도전라인패턴들(201)에 각각 연결될 수 있다.
상기 기판용 시트를 코어영역(CR) 및 상기 코어영역 주위의 주변영역(OR)으로 구분할 때, 상기 제1도전라인패턴들(201) 및 상기 제2도전라인패턴들(203)은 상기 코어영역(CR)을 가로지르며 양 끝단이 상기 주변영역(OR)에 배치되고, 상기 비아들(500)은 상기 주변영역(OR)에 배치되어 상기 제1도전라인패턴들(201)과 제2도전라인패턴들(203)의 끝단들을 서로 연결할 수 있다.
이때, 상기 제1도전라인패턴들(201), 제2도전라인패턴들(203) 및 상기 비아들(500)은 서로 연결되어, 상기 코어 영역을 감는 코일을 형성할 수 있다(도 13 참고).
상기 제1도전라인패턴들(201)과 상기 제2도전라인패턴들(203)을 포함하는 도전층들(200, 210)은, 상면(202), 저면(204), 좌측면(206) 및 우측면(208)을 포함하는 외면(外面)들 중에서 적어도 세 면의 일부 또는 전부가 상기 기판용 시트의 제1면(102) 또는 제2면(104)으로부터 노출되는 노출면을 갖는 것일 수 있다.
안테나용 적층시트(700)는 상기 기판용 시트(100)의 일면의 적어도 일부, 및 상기 도전층(200)의 노출면의 적어도 일부를 일정한 두께로 감싸는 절연층(300)을 더 포함할 수 있다.
상기 절연층(300)은 절연필름(302)과 절연접착층(304)를 포함할 수 있다.
상기 미경화적층체(720)는 상기 안테나용 적층시트(700)와 이의 적어도 일면 상에 위치하는 상기 건조시트(402)를 포함하여 제조된다.
상기 미경화적층체(720)는 상기 건조시트(402)의 일면 상에 위치하는 상기 안테나용 적층시트(700)를 포함할 수 있다(도 2의 (b) 등 참고).
상기 미경화적층체(720)는 상기 건조시트(402)의 일면 상에 위치하는 제1안테나용적층시트(700)와 상기 건조시트(402)의 타면상에 위치하는 제2안테나용 적층시트(702)를 포함할 수 있다.
상기 미경화적층체(720)는 상기 건조시트(402)의 일면과 상기 기판용 시트의 일면이 서로 맞닿게 적층될 수 있다(도 2의 (b) 등 참고).
상기 미경화적층체(720)는 상기 건조시트(402)의 일면과 상기 도전층(200)의 일면이 서로 맞닿게 적층될 수 있다(도 3의 (b) 등 참고).
상기 미경화적층체(720)는 상기 건조시트(402)의 일면 상에 위치하는 상기 도전층(200)을 포함하며, 상기 건조시트(402)의 일면과 상기 도전층(200)의 사이에는 강화절연층(450)이 더 위치할 수 있다(도 4의 (b) 등 참고).
상기 강화절연층(450)은 절연필름 또는 절연접착층이 포함될 수 있으며, 상기 건조시트(402)의 절연 특성을 더욱 보강할 목적으로 별도의 적용될 수 있다.
상기 건조시트(402)는 완전히 경화되지 않은 비경화 고분자 수지를 포함하는 것으로, 시트의 형상을 가지고 있으나, 가압 등의 방법으로 그 형태가 일부 변형될 수 있다.
상기 미경화적층체(720)는, 상기 건조시트(402)를 두 층 이상 포함할 수 있다.
상기 미경화적층체(720)는, 상기 건조시트(402)와 상기 경화시트(404)를 함께 포함할 수 있다.
상기 미경화적층체(720)는, 제1안테나용 적층시트(700)와 상기 제2안테나용 적층시트(702) 그리고 상기 제1안테나용 적층시트(700)와 상기 제2안테나용 적층시트(702) 사이에 위치하는 건조시트(402)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1안테나용 적층시트(700)와 상기 제2안테나용 적층시트(702)는 각각 독립된 평면코일형 안테나로 기능하는 것일 수 있고, 상기 제1안테나용 적층시트(700)는 평면코일형 안테나이고 상기 제2안테나용 적층시트(702)는 솔레노이드 코일형 안테나(706)일 수 있다.
상기 미경화적층체(720)는, 솔레노이드 코일형의 안테나용 적층시트(706)를 포함하며, 상기 안테나 적층시트(706)에 포함된 기판용 시트로 건조시트(402)가 적용될 수 있다.
상기 미경화적층체(720)는, 제1안테나용 적층시트(700), 상기 제2안테나용 적층시트(702), 상기 제3안테나용 적층시트(703), 상기 제1안테나용 적층시트(700)와 상기 제2안테나용 적층시트(702) 사이에 위치하는 제1건조시트(402), 그리고 상기 제2안테나용 적층시트(702)와 상기 제3안테나용 적층시트(704) 사이에 위치하는 제2건조시트(412)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1안테나용 적층시트(700)와 상기 제2안테나용 적층시트(702)는 평면코일형 안테나일 수 있고, 제3안테나용 적층시트(704)는 솔레노이드 코일형 안테나일 수 있다.
상기 경화적층체(740)는 상기 경화시트(404)의 일면 상에 위치하는 상기 안테나용 적층시트(700)를 포함할 수 있다(도 2의 (c) 등 참고).
상기 경화적층체(740)는 상기 경화시트(404)의 일면 상에 위치하는 제1안테나용적층시트(700)와 상기 경화시트(404)의 타면 상에 위치하는 제2안테나용 적층시트(702)를 포함할 수 있다(도 6 참고).
상기 경화적층체(740)는 상기 경화시트(404)의 일면과 상기 기판용 시트의 일면이 서로 맞닿게 적층될 수 있다(도 2의 (c) 등 참고).
상기 경화적층체(740)는 상기 경화시트(404)의 일면과 상기 도전층(200)의 일면이 서로 맞닿게 적층될 수 있다(도 3의 (c) 등 참고).
상기 경화적층체(740)는 상기 경화시트(404)의 일면 상에 위치하는 상기 도전층(200)을 포함하며, 상기 경화시트(404)의 일면과 상기 도전층(200) 사이에는 별도의 강화절연층(450)이 더 위치할 수 있다(도 4의 (c) 등 참고).
상기 강화절연층(450)은 상기 건조시트(402) 또는 경화시트(404)의 절연 특성을 더욱 보강할 수 있도록 별도의 절연필름 또는 절연접착층이 적용될 수 있다.
상기 경화시트(404)는 상기 건조시트(402)가 미경화적층체(720)에 포함된 상태로 경화되며 형성된다. 이때 경화 과정은 예를 들어 열가압의 방법이 적용될 수 있다.
상기 건조시트(402)는 완전히 경화되지 않은 고분자 수지를 포함하는 것으로, 시트의 형상을 가지고 있으나, 압력 등을 가하면 경화된 고분자 수지보다 쉽게 그 형태가 변형될 수 있다.
상기 건조시트(402)의 일면과 패턴화된 도전층(200)의 노출면 또는 노출면의 형상을 갖는 절연필름과 맞닿는 경우, 열가압의 방식으로 경화 과정이 진행되면 압력에 의해 상기 건조시트의 일면의 형상이 변화되고 그 상태로 상기 경화시트(404)가 형성될 수 있다. 이 때, 상기 경화시트(404)의 두께는 상기 건조시트(402)의 두께보다 얇아질 수 있다. 구체적으로 상기 경화시트(404)의 두께는 경과 공정 적용 전 건조시트(402)의 두께 대비 1/4 내지 3/4인 두께를 가질 수 있다.
상기 경화적층체(740)는, 상기 경화시트(404)를 두 층 이상 포함할 수 있다.
상기 경화적층체(740)는, 제1안테나용 적층시트(700)와 상기 제2안테나용 적층시트(702) 그리고 상기 제1안테나용 적층시트(700)와 상기 제2안테나용 적층시트(702) 사이에 위치하는 경화시트(404)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1안테나용 적층시트(700)와 상기 제2안테나용 적층시트(702)는 각각 독립된 평면코일형 안테나로 기능하는 것일 수 있고, 상기 제1안테나용 적층시트(700)는 평면코일형 안테나이고 상기 제2안테나용 적층시트(702)는 솔레노이드 코일형 안테나(706)일 수 있다.
상기 경화적층체(740)는, 솔레노이드 코일형의 안테나용 적층시트(706)를 포함하며, 상기 안테나 적층시트(706)에 포함된 기판용 시트로 경화시트(404)가 적용될 수 있다.
상기 경화적층체(740)는, 제1안테나용 적층시트(700), 상기 제2안테나용 적층시트(702), 상기 제3안테나용 적층시트(703), 상기 제1안테나용 적층시트(700)와 상기 제2안테나용 적층시트(702) 사이에 위치하는 제1경화시트(404), 그리고 상기 제2안테나용 적층시트(702)와 상기 제3안테나용 적층시트(704) 사이에 위치하는 제2경화시트(404)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1안테나용 적층시트(700)와 상기 제2안테나용 적층시트(702)는 평면코일형 안테나일 수 있고, 제3안테나용 적층시트(704)는 솔레노이드 코일형 안테나일 수 있다.
상기 건조시트(402)와 이의 일 면 상에 위치하는 상기 절연층(300)이 서로 맞닿은 상태로 미경화적층체(720)에 포함되어 경화 과정을 거치면, 상기 경화시트(404)는 상기 절연층(300)과 맞닿은 상태로 화학반응인 고분자 수지의 경화반응이 진행되게 된다. 특히, 상기 경화 공정이 열가압으로 진행되는 경우, 상기 건조시트(402)에 포함되어 있던 미경화 또는 반경화 고분자 수지는 상기 절연층(300)과 고온 고압 상태에서 서로 맞닿아 고분자 수지의 경화반응이 진행된다.
상기 건조시트(402)는 그 내부의 고분자 수지가 완전히 경과되지 않아서 시트 형상을 갖지만 가압 조건 등에 따라 그 형상이 일부 변형될 수 있으며, 이렇게 가압된 상태에서 상기 건조시트(402)와 상기 절연층(300)은 더욱 밀착되게 된다.
상기 절연층(300)과 상기 건조시트(402)가 밀착된 상태로 상기 고분자 수지의 경화반응이 진행되면, 상기 절연층(300)과 상기 경화시트(404)는 그 계면에서 더 강한 결합력을 갖게 된다.
상기 경화적층체(740)는 일 표면이 서로 맞닿는 절연층(300)과 경화시트(404)를 포함하며, 상기 절연층(300)과 상기 경화시트(404)는 1,000 gf 이상의 박리력을 갖는 것일 수 있고, 1,000 gf 내지 4,000 gf의 박리력을 갖는 것일 수 있다.
상기 경화적층체(740)는 일 표면이 서로 맞닿는 절연층(300)과 경화시트(404)를 포함하며, 상기 절연층(300)과 상기 경화시트(404)는 1,800 gf 이상의 박리력을 갖는 것일 수 있고, 1,800 gf 내지 3,500 gf의 박리력을 갖는 것일 수 있다.
상기 경화적층체(740)는 일 표면이 서로 맞닿는 절연층(300)과 경화시트(404)를 포함하며, 상기 절연층(300)과 상기 경화시트(404)는 2,200 gf 이상의 박리력을 갖는 것일 수 있고, 2,200 gf 내지 3,300 gf의 박리력을 갖는 것일 수 있다.
상기 경화적층체(740)는 일 표면이 서로 맞닿는 절연층(300)과 경화시트(404)를 포함하며, 상기 절연층(300)과 상기 경화시트(404)는 2,500 gf 이상의 박리력을 갖는 것일 수 있고, 2,500 gf 내지 3,100 gf의 박리력을 갖는 것일 수 있다.
상기 경화적층체(740)는 일 표면이 서로 맞닿는 절연층(300)과 경화시트(404)를 포함하며, 상기 절연층(300)과 상기 경화시트(404)는 2,500 gf 이상의 박리력을 갖는 것일 수 있고, 2,500 gf 내지 2,800 gf의 박리력을 갖는 것일 수 있다.
상기 경화시트(404)는 상기 도전층(200)과 직접 맞닿게 배치되거나 그 사이에 위치하는 절연접착층을 더 포함하여 보다 큰 접합력을 가질 수 있다.
상기 도전층(200)은 상기 건조시트(402) 상에 배치된 상태로 열가압되는 방법으로 상기 경화시트(404) 상에 배치된 도전층(200)으로 된다.
상기 경화시트(404)는 고분자형 자성시트로 절연성 기능을 가지면서도 동시에 계면에서 향상된 접착력을 갖는다. 따라서, 별도의 접착층 없이도 상기 도전층(200)과 상기 경화시트(404) 사이에는 충분한 접착력으로 직접 접합될 수 있다.
이때, 상기 도전층(200)이 특히 패턴화된 도전층(200)인 경우, 상기 패턴화된 도전층(200)과 상기 건조시트(402)가 가압되고 상기 건조시트(402)의 형태 일부가 상기 패턴화된 도전층의 노출면을 모두 감싸는 형태로 변형된 상태로 또는 변형되면서 고분자 수지의 경화가 진행되기 때문에, 상기 경화시트(404)가 상기 도전층(200)과 접하는 면적도 최대화될 수 있고, 상기 경화시트(404)와 상기 도전층(200) 사이가 보다 우수한 접합력을 갖도록 할 수 있다.
상기 도전층(200)과 상기 경화시트(404) 사이의 박리 강도는 0.6 kgf/cm 이상일 수 있다.
상기 경화적층체(740)를 200초 동안 일정한 속도로 30℃부터 240℃까지 온도가 상승한 후, 100초 동안 240℃부터 130℃까지 일정한 속도로 온도가 하강하는 조건의 열처리를 2회 반복한 후에, 상기 경화적층체(740)에 포함된 상기 경화시트(404)와 상기 도전층(200) 사이의 박리 강도가 0.6 kgf/cm 이상일 수 있다.
상기의 조건으로 열처리를 2회 반복할 때, 상기 도전층(200)과 상기 경화시트(404) 사이의 박리 강도의 변화율(저하율)은 20% 이하, 15% 이하, 또는 10% 이하일 수 있다.
상기 경화적층체는 리플로우(reflow) 공정 등의 솔더링(soldering) 공정을 거치더라도, 투자율 및 두께 등의 물성 변화가 거의 없고, 경화시트(404)와 도전층(200) 사이의 박리 등의 불량을 거의 일으키지 않는다는 장점을 갖는다.
상기 미경화적층체(720) 또는 경화적층체(740)는 이에 포함된 안테나용 적층시트(700) 중 적어도 하나를 두께 방향으로 관통하면서 i) 상기 미경화적층체(720) 또는 경화적층체(740)에 포함된 도전층(200) 중 두 층 이상 또는 ii) 상기 도전층(200)과 단자 패턴(미도시)을 전기적으로 연결하는 비아(500)를 더 포함할 수 있다.
상기 비아는 미경화적층체(720)를 그 두께 방향으로 관통하는 것일 수 있다.
상기 비아는 경화적층체(740)를 그 두께방향으로 관통하는 것이 수 있다.
상기 비아(500)는 비아홀(505)과 상기 비아홀(505)의 내면을 도전성 재료로 코팅한 도전층(510)을 포함한다.
상기 비아에 적용되는 도전층(510)은 상기 도전층(200)에 대하 설명에서 언급한 전도성 재료라면 적용될 수 있으며, 구리도금 등의 도금에 의해 성형될 수 있다.
상기 비아(500)는 상기 안테나용 적층시트(700) 중 적어도 하나의 도전층을 두께 방향으로 관통하는 1 개 이상의 비아홀(505)과 상기 비아홀(505)이 도전성 재료로 메워져서 전기전도성을 갖는 도전층(미도시)을 포함한다.
상기 비아에 적용되는 도전성 재료로 메워진 도전층(미도시)는 상기 도전층(200)에 대하 설명에서 언급한 전도성 재료라면 적용될 수 있고, 구체적으로 도전봉, 솔더 등이 삽입될 수 있다.
상기 비아(500)는 상기 건조시트(402)를 관통할 수 있다.
상기 비아(500)는 상기 경화시트(404)를 관통할 수 있다.
상기 건조시트(402) 또는 상기 경화시트(404)는, 절연성을 갖는 고분자 수지를 포함하고, 필요한 경우 상기 코팅 자성분말이 적용되어 상기 비아(500)에 도전층(510) 등을 형성한다고 하더라도 건조시트(402) 또는 경화시트(404) 자체의 절연 특성이 유지될 수 있다.
상기 비아홀(505)의 직경은 100 내지 300 ㎛, 또는 120 내지 170 ㎛일 수 있다.
상기 비아(500)는 비아형성단계를 거쳐 형성될 수 있으며, 상기 비아형성단계는 상기 안테나용 적층시트(700), 상기 미경화적층체(720), 또는 상기 경화적층체(740)에 비아홀(505)을 형성하는 홀형성과정; 그리고 상기 비아홀(505)의 내면을 도전성 재료로 코팅하거나 상기 비아홀(505)을 도전성 재료로 메우는 도전성부여과정;을 포함한다(도 9 참고).
상기 도전성부여과정은 구체적으로 구리도금의 과정으로 진행될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 비아형성단계는, 적층단계 이후, 경화단계 이후, 또는 안테나준비단계 이후에 수행될 수 있으며, 도전층(200)의 표면에 구리도금층을 형성하는 과정과 동시에 진행될 수도 있다. 상기 비아형성단계는, 필요에 따라 안테나 소자의 제조 과정에서 2 회 이상 적용될 수 있다.
상기 미경화적층체(720), 상기 경화적층체(740), 또는 상기 안테나용 적층시트(700)는 안테나 소자(900)와 외부를 전기적으로 연결하기 위한 단자 패턴(미도시)을 추가로 포함할 수 있다.
상기 단자 패턴은 상기 비아(500)와 전기적으로 연결될 수 있고, 이에 따라 상기 경화적층체(740) 내부의 도전층이 상기 비아 및 단자 패턴을 통해 외부와 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 단자 패턴은 미경화적층체(720) 또는 경화적층체(740)에 포함된 안테나용 적층시트(700) 중 가장 외곽에 위치하는 것의 기판용 시트(100) 상에 형성될 수 있다.
상기 단자 패턴은 전도성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 단자 패턴은 전도성 금속을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 단자 패턴은 구리, 니켈, 금, 은, 아연 및 주석으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 금속을 포함할 수 있다.
상기 단자 패턴은 상기 도전층(200)과 동일한 성분으로 이루어질 수 있다.
상기 단자 패턴의 형태는 특별히 한정되지 않으나, 일반적으로 패턴 사이즈 및 패턴 간격이 크고 단순한 사각 형상일 수 있다.
상기 단자 패턴은 도전성 페이스트가 경화되거나 또는 도금에 의해 형성된 것일 수 있다.
상기 단자 패턴은 통상적인 인쇄회로기판 제법에 의해 형성된 인쇄회로 패턴일 수 있다.
상기 미경화적층체(720) 또는 경화적층체(740)는 필요에 따라 안테나 소자(900)에서 발생하는 열을 외부로 쉽게 방출할 수 있도록 하는 열전도층(미도시)을 더 포함할 수 있다.
상기 열전도층은 안테나 소자의 방열시트로 기능하는 것이라면 제한없이 적용될 수 있고 구체적으로 상기 방열시트는 그라파이트 시트가 적용될 수 있다.
상기 경화적층체(740)는 상기 경화적층체(740)의 상면, 하면 또는 이들 모두를 덮는 절연층을 더 포함할 수 있다. 상기 절연층은 커버레이(coverlay)로 기능할 수 있다. 상기 커버레이로 기능하는 절연층(300)에 대한 구체적인 설명은 위에서 설명한 절연층에 대한 설명과 중복되므로 구체적인 설명은 생략한다.
상기 경화적층체(740)에 포함되는 한 층 이상의 도전층(200, 210, 220, 230)은 패턴화 가공되어 각각 한 층의 도전층에 2개 이상의 안테나 패턴을 가질 수 있다.
구체적으로, 1) 적층단계에서 미리 정해진 위치에 배치된 안테나 패턴을 2 이상 포함하는 제1도전층(200), 미리 정해진 위치에 배치된 안테나 패턴을 2 이상 포함하는 제2도전층(210)을 포함하는 다층의 도전층을 상하로 포함하여 미경화적층체(720)를 형성하고, 2) 경화 공정 등 일련의 본 발명의 안테나 소자(900)의 제조방법에 해당하는 공정을 거친 후 얻어지는 경화적층체(740)를 형성한 후, 3) 상기 경화적층체를 미리 정해진 각각의 안테나 소자의 형태로 절단(또는 타발)하여 2 개 이상의 개별 안테나소자(900)를 동시에 생산할 수 있다.
이러한 방법으로 안테나 소자를 제조하면, 배치 공정뿐만 아니라 롤투롤 공정으로도 다수의 안테나 소재를 동시에 제조할 수 있어서, 작업 편의성과 공정 효율성을 기존의 경우보다 월등하게 향상시킬 수 있다.
상기 안테나 소자(900)는, 기판용 시트(100) 및 도전성재료로 형성되며 상기 기판용 시트의 적어도 일면 상에 위치하는 안테나 패턴인 도전층(200)을 포함하는 안테나용 적층시트(700); 및 상기 안테나용 적층시트(700)의 적어도 일면 상에 위치하며, 경화 고분자 수지층에 분산된 자성분말을 함유하는 자성시트인 경화시트(404)를 포함하는 경화적층체(740);를 포함한다. 이때, 상기 경화적층체(740)의 상면과 저면을 제외한 외면(外面)들 중 적어도 하나의 면에 상기 자성시트가 노출되어 있는 것을 하나의 특징으로 한다.
기존의 방법으로 안테나 소자를 제조하는 경우, 통상 자성시트로 아모포스나 나노크리스탈 등으로 불리는 소결시트를 적용하는 경우가 많다. 그리고, 안테나 소자의 자성층으로 이러한 소결시트를 적용할 때에는 개별 안테나 소자에 자성층을 각각 적층하여 적용함이 보통이다.
이는, 도전층, 절연층 등을 자성층과 적층한 후 절단(또는 타발) 등의 방법으로 안테나 소자를 제조하는 경우에는, 자성층의 절단면 또는 자성층의 파편 등에 의한 불량이 높은 비율로 발생하기 때문이다.
그러나, 본 발명에서는 NFC 등의 안테나 소자로 적용하기에 적절한 수준 이상의 투자율을 갖는 고분자형 자성시트인 경화시트(404)를 적용하면서, 건조시트(402) 상태로 적층체로 제조 후에 열가압 등의 방법으로 경화시키는 방법을 적용해 절단 하여 자성시트 층이 절단면으로 노출되어도 자성층의 파편 등에 의한 불량 발생이 없고 층간 접합력도 월등하게 향상시킨 안테나 소자를 제공한다.
본 발명의 구체적인 일 실시예에 따른 안테나 소자의 제조방법은, 기판용 시트(100), 도전성재료 및 미경화 또는 반경화된 고분자 수지층인 비경화 고분자 수지층과 상기 비경화 고분자 수지층에 분산된 자성분말을 함유하는 건조시트(402),를 포함하는 적층재료를 적층하여, 상기 기판용 시트(100)의 적어도 일면 상에 위치하며 상기 도전성재료로 형성되는 도전층(200)을 포함하는 안테나용 적층시트(700); 및 상기 안테나용 적층시트(700)의 적어도 일면 상에 위치하는 상기 건조시트(402);를 포함하는 미경화적층체(720)를 제조하는 적층단계; 그리고 상기 비경화 고분자 수지층을 경화하여 경화 고분자 수지층을 형성하는 방법으로 상기 경화 고분자 수지층과 이에 분산된 상기 자성분말을 함유하는 경화시트(404)를 제조하여, 상기 안테나용 적층시트(700); 및 상기 안테나용 적층시트 상에 위치하는 자성시트인 상기 경화시트(404);를 포함하며 1 개 또는 2 개 이상의 안테나소자(900)가 배치된 경화적층체(740)를 제조하는 경화단계;를 포함한다.
상기 적층단계는 기판용 시트(100)와 상기 기판용 시트의 적어도 일면 상에 위치하는 도전층(200)을 포함하는 안테나용 적층시트(700)를 마련하는 안테나준비단계;와 상기 안테나용 적층시트(700)와 상기 건조시트(402)를 적층하는 건조시트배치단계;를 포함할 수 있다.
상기 안테나준비단계와 상기 건조시트배치단계는 동시에 또는 순차로 진행될 수 있다.
도 1 (a)와 (c)를 참고하면, 상기 도전층(205, 215)은 이후 패턴화 과정에서 식각 등의 방법으로 미리 정해진 안테나 패턴으로 패턴화 될 수 있도록 패턴화되지 않은 금속층 등이 기판용 시트 상에 위치하는 것일 수 있다.
도 1 (b)와 (d)를 참고하면, 상기 도전층(200, 210은 패턴화 과정을 거친 것이거나, 미리 정해진 패턴의 형태로 형성된 것으로 기판용 시트 상에 위치하는 것일 수 있다.
도 2를 참고하면, 본 발명의 안테나소자 제조방법은 제1기판용 시트(100)의 일면 상에 위치하는 제1도전층(200)을 포함하는 제1안테나용 적층시트(700)을 마련하고, 상기 제1안테나용 적층시트(700)의 일면 상에 위치하는 제1건조시트(402)를 포함하는 미경화적층체(720)를 제조한다(적층단계).
상기 미경화적층체(720)는 열가압 등의 방법으로, 상기 제1건조시트(402) 내의 고분자 수지를 경화시키고 자성분말이 더 우수한 투자율 특성을 갖도록 하여 상기 제1건조시트(402)가 자성시트인 제1경화시트(404)로, 그리고 상기 미경화적층체(720)가 경화적층체(740)로 형성되도록 한다(경화단계). 상기 경화적층체(740)는 한 개 또는 두 개 이상의 안테나 소자를 포함하며, 타발 등의 간단한 절단 및 분리 공정을 통해 두 개 이상의 안테나 소자를 동시에 제조 가능하다.
도 3을 참고하면, 본 발명의 안테나소자 제조방법은 제1기판용 시트(100)의 제1면(102) 상에 위치하는 제1도전층(200)과 상기 제1기판용 시트(100)의 제2면(104) 상에 위치하는 제2도전층(210)을 포함하는 제1안테나용 적층시트(700)을 마련하고(안테나준비단계), 상기 제1안테나용 적층시트(700)의 일면 상에 위치하는 제1건조시트(402)를 포함하는 미경화적층체(720)를 제조한다(건조시트배치단계, 적층단계). 이후, 경화단계, 타발 등의 과정에 대한 설명은 위의 도 2에 대한 설명과 중복되므로 그 기재를 생략한다.
도 4와 도 5를 참고하면, 본 발명의 안테나소자 제조방법은 제1기판용 시트(100)의 제1면(102) 상에 위치하는 제1도전층(200)과 상기 제1기판용 시트(100)의 제2면(104) 상에 위치하는 제2도전층(210)을 포함하는 제1안테나용 적층시트(700)을 마련한다(안테나준비단계).
상기 제1안테나용 적층시트(700)의 일면 상에 위치하는 제1건조시트(402), 그리고 상기 제1안테나용 적층시트(700)의 일면과 상기 제1건조시트(402) 사이에 위치하는 별도의 절연층을 더 포함하여 미경화적층체(720)를 제조한다(건조시트배치단계, 적층단계).
상기 별도의 절연층은, 상기 제1건조시트(402)상에 위치하는 강화절연층(450)이 적용될 수 있다. 상기 강화절연층(450)은 i) 절연필름, i) 절연접착층, 또는 iii) 미경화 또는 반경화 절연성 고분자수지층을 포함할 수 있다(도 4 참조). 좋게는 상기 강화절연층(450)으로, i) 절연접착층, 또는 ii) 미경화 또는 반경화 절연성 고분자수지층이 상기 건조시트(402)의 일면 상에 적용된 후, 상기 건조시트(402)의 경화과정에서 함께 경화되어 제조되는 i) 절연접착층, 또는 ii) 절연성 고분자수지층을 포함할 수 있다. 이러한 경우, 입체적인 형상을 가진 패턴화 가공된 도전층과의 사이에서 층 간의 접합 면적을 최대화한 경화적층체 제조가 가능하다.
상기 별도의 절연층은, 상기 제1안테나용 적층시트(700)의 일면 상에 위치하는 제2절연층(310)일 수 있다. 상기 제2절연층(310)은 제2절연필름(312)와 제3절연접착층(314)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 제1안테나용 적층시트(700)에 포함되는 제2도전층(210)과 상기 제2절연층(310)이 접할 수 있고, 상기 제2절연층(300)에 포함된 상기 제2절연접착층(304)과 상기 제2도전층(210)이 접하고 상기 제2절연필름과 상기 제1건조시트(402)가 접할 수 있다. 이러한 경우, 이후 경화단계를 거치면서 상기 제2절연필름과 상기 제1건조시트(402)가 접한 상태로 화학반응이 진행되면서 제1경화시트(404)와 상기 제2절연필름(312)과의 사이의 계면에 보다 강한 접착력이 부여될 수 있다. 아울러, 상기 제2절연접착층(304)과 상기 제2도전층(210) 사이에도 강한 접착력이 부여되어, 전체적으로 각 층간의 결합력이 우수한 안테나 소자를 제조할 수 있다. 이후, 경화단계, 타발 등의 과정에 대한 설명은 위의 도 2에 대한 설명과 중복되므로 그 기재를 생략한다.
도 6 (a)를 참고하면, 본 발명의 안테나소자 제조방법에서 제조되는 경화적층체(740)의 일 예는 i) 제1기판용 시트(100)의 일면에 위치하는 제1도전층(200)을 포함하는 제1안테나용 적층시트(700), ii) 제1경화시트(404) 및 iii) 제2기판용 시트(110)의 일면에 위치하는 제2도전층(210)을 포함하는 제2안테나용 적층시트(702)를 포함하며, 상기 제1안테나용 적층시트(700)는 상기 제1경화시트의 일면 상에 위치하고, 상기 제2안테나용 적층시트(702)는 상기 제1경화시트의 타면 상에 위치한다.
도 6 (b)를 참고하면, 본 발명의 안테나소자 제조방법에서 제조되는 경화적층체(740)의 다른 일 예는 i) 제1기판용 시트(100)의 일면에 위치하는 제1도전층(200)을 포함하는 제1안테나용 적층시트(700), ii) 제1경화시트(404) 및 iii) 제3기판용 시트(120)의 일면에 위치하는 제3도전층(220)과 상기 제2기판용 시트(110)의 타면에 위치하는 제4도전층(230)을 포함하는 제3안테나용 적층시트(704)를 포함하며, 상기 제1안테나용 적층시트(700)는 상기 제1경화시트의 일면 상에 위치하고, 상기 제3안테나용 적층시트(704)는 상기 제1경화시트의 타면 상에 위치한다.
도 6 (c)를 참고하면, 본 발명의 안테나소자 제조방법에서 제조되는 경화적층체(740)의 또 다른 일 예는 i) 제1기판용 시트(100)의 일면에 위치하는 제1도전층(200)을 포함하는 제1안테나용 적층시트(700), ii) 제1경화시트(404), iii) 제2기판용 시트(110)의 일면에 위치하는 제2도전층(210)을 포함하는 제2안테나용 적층시트(702), iv) 제2경화시트(414), 그리고 v) 제3기판용 시트(120)의 일면에 위치하는 제3도전층(220)과 상기 제2기판용 시트(110)의 타면에 위치하는 제4도전층(230)을 포함하는 제3안테나용 적층시트(704)를 포함한다.
이 때, 상기 제1경화시트(404)의 일면 상에 상기 제1안테나용 적층시트(700)가 위치하고, 상기 제1경화시트(404)의 타면 상에 상기 제2안테나용 적층시트(702)가 위치하며, 상기 제2경화시트(414)의 일면 상에 상기 제2안테나용 적층시트(702)가 위치하고, 상기 제2경화시트(414)의 타면 상에 상기 제3안테나용 적층시트(704)가 위치한다.
도 7를 참고하면, 본 발명의 안테나소자 제조방법에서 제조되는 경화적층체(740)의 또 다른 일 예는 i) 제1기판용 시트(100)의 일면에 위치하는 제1도전층(200)을 포함하는 제1안테나용 적층시트(700), ii) 제1경화시트(404) 및 iii) 제2기판용 시트(110)의 일면에 위치하는 제2도전층(210)을 포함하는 제2안테나용 적층시트(702)를 포함하며, 상기 제1안테나용 적층시트(700)는 상기 제1경화시트의 일면 상에 위치하고, 상기 제2안테나용 적층시트(702)는 상기 제1경화시트의 타면 상에 위치한다. 이 때, 상기 제1안테나용 적층시트(700)와 상기 제2안테나용 적층시트(702)는 각각 상기 제1경화시트(404)와 대향되게 위치하는 제1절연층(300)과 제2절연층(310)을 더 포함한다.
도 8을 참고하면, 본 발명의 안테나소자 제조방법에서 제조되는 경화적층체(740)의 또 다른 일 예는 i) 제1기판용 시트(100)의 일면에 위치하는 제1도전층(200)을 포함하는 제1안테나용 적층시트(700), ii) 제1경화시트(404), iii) 제2기판용 시트(110)의 일면에 위치하는 제2도전층(210)을 포함하는 제2안테나용 적층시트(702), iv) 제2경화시트(414), 그리고 v) 제3기판용 시트(120)의 일면에 위치하는 제3도전층(220)과 상기 제2기판용 시트(110)의 타면에 위치하는 제4도전층(230)을 포함하는 제3안테나용 적층시트(704)를 포함한다.
이 때, 상기 제1경화시트(404)의 일면 상에 상기 제1안테나용 적층시트(700)가 위치하고, 상기 제1경화시트(404)의 타면 상에 상기 제2안테나용 적층시트(702)가 위치하며, 상기 제2경화시트(414)의 일면 상에 상기 제2안테나용 적층시트(702)가 위치하고, 상기 제2경화시트(414)의 타면 상에 상기 제3안테나용 적층시트(704)가 위치한다.
또한, 상기 제2안테나용 적층시트(702)와 상기 제1경화시트(404) 사이에는 제2절연층(310)이 위치하고, 상기 제3안테나용 적층시트(704)와 제3안테나용 적층시트(704) 사이에는 제3절연층(320)이 위치한다.
상기 제1안테나용 적층시트는 상부안테나적층체(750)로, 상기 제2안테나용 적층시트(702), 상기 제2경화시트(414) 및 상기 제3안테나용 적층시트(704)는 하부안테나적층체(760)로 안테나 소자에서 각각 다른 기능을 할 수 있다. 구체적으로 상기 상부안테나적층체(750)는 MST 안테나로 기능하고, 상기 하부안테나적층체(760)는 NRC 안테나와 WPC 안테나로 기능할 수 있다.
상기 경화적층체(740) 또는 안테나소자(900)은 각각 상기 제1안테나용 적층시트(700)의 상기 제1경화시트(404)와 대향되는 일면 상에 위치하는 제1절연층(300)과 상기 제3안테나용 적층시트(704)의 상기 제2경화시트(414)와 대향되는 일면 상에 위치하는 제2절연층(310)을 더 포함할 수 있다.
위에서 설명한 각 구체 예에 따른 경화적층체의 제조방법은 위에서 설명한 적층단계와 상기 적층단계 이후에 실시되는 경화단계 등을 포함하는 과정으로, 위에서 한 설명과 중복되므로 그 기재를 생략한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예인 안테나 소자의 제조방법에서 비아형성단계를 설명한다. 상기 도 9를 참고하면, 상기 비아형성단계는 상기 안테나용 적층시트(700), 상기 미경화적층체(720), 또는 상기 경화적층체(740)에 비아홀(505)을 형성하는 홀형성과정; 그리고 상기 비아홀(505)의 내면을 도전성 재료로 코팅하거나 상기 비아홀(505)을 도전성 재료로 메우는 도전성부여과정;을 포함한다.
상기 비아형성단계를 통해, 제1안테나용 적층시트(700)와 제2안테나용 적층시트(702)에 각각 포함된 도전층의 일부가 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 비아형성단계를 통해, 제1안테나용 적층시트(700), 제2안테나용 적층시트(702), 및 제3안테나용 적층시트(704)에 각각 포함된 상하로 위치하여 비아홀이 관통하는 도전층의 일부 도는 전부가 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 안테나용 소자(900)가 솔레노이드 코일 형 안테나 패턴을 포함하는 경우, 상기 비아형성단계를 통해 제1도전라인패턴들(201) 및 상기 제2도전라인패턴들(203)의 끝단을 미리 정해진 형태에 따라 서로 연결하는 비아들이 형성될 수 있다.
도 10을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 안테나소자(900)는 경화적층체(740)를 미리 정해진 타발면(a-a')을 따라 절단하여 제조된다. 이때 상기 안테나소자(900)은 안테나의 형상을 갖도록 절단(또는 타발)하는 과정에서 생성되는 타발면을 갖는다.
상기 타발면은 상기 경화적층체를 포함하는 상기 안테나소자(900)의 상면과 저면을 제외한 외면들 중 적어도 하나 이상의 면일 수 있고, 상면과 저면을 제외한 외면들 모두가 상기 타발면일 수 있다.
상기 타발면은 절연층과 함께 자성시트가 측면 상에 노출되어 있다는 특징을 갖는다. 이는, 기존의 방법으로 페라이트 등을 자성시트로 적용하는 경우에는 얻을 수 없는 특징 중 하나로, 본 발명에서는 경화시트인 자성시트를 적용하기 때문에 타발 과정에서 금속분말의 파편 등이 발생할 염려가 없으며, 특별하겨 별도의 자성시트의 보호층을 형성하지 않고 안테나 소자로 적용하여도 적절한 수준 이상으로 충분하고 안정적인 안테나 소자의 성능을 발휘할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에서 제조한 안테나 소자의 일부 단면을 도전층(200)의 패턴과 수직하게 절단하여 도전층(200)을 포함하는 안테나 소자(900)의 단면을 설명하는 도면이다. 상기 도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 경화시트는 상면(202), 저면(204), 좌측면(206) 및 우측면(208)을 포함하는 외면(外面)들 중에서 적어도 세 면의 일부 또는 전부가 상기 기판용 시트의 일면으로부터 노출되는 노출면을 갖는 패턴화된 도전층의 외면을 잘 감싸며 형성되어 충분한 접착면을 확보한 것을 확인할 수 있다.
본 발명에서는, 상기 건조시트를 완전하게 경화시키는 경화공정을 적용하지 않고 적층하여 안테나 소자 제조를 위한 적층체를 형성한 후에 경화공정을 적용하는 방법으로, 기존에 자성시트의 경화공정과 안테나 소자 제조의 완성 단계에서 각각 적용되던 열가압 공정을 한 번에 적용하는 것을 하나의 특징으로 한다. 따라서, 본 발명은 안테나 소자의 성능을 동등한 수준 또는 그 이상으로 유지하면서 안테나 소자의 제조 방법을 단순화시킬 수 있다.
동시에, 본 발명의 안테나 소자는 그 두께를 기존의 경우와 비교하여 동등 또는 그 이하가 되도록 하여 공간효율성도 높일 수 있도록 한다. 이는 미경화 또는 반경화된 건조시트를 가압하며 경화시키기 때문에 각 층간에 발생할 수 있는 미세한 공간들의 발생이 최소화 된다.
아울러, 본 발명에서는 건조시트를 포함하는 적층체를 형성한 후에 상기 건조시트에 포함된 고분자 수지를 경화시키는 경화과정을 진행하기에, 서로 이웃하는 층들과의 화학결합반응도 유도되고 미세한 계면에서의 접합 면적 또한 증가되므로, 층간 접착성을 더욱 향상시킨 안테나 소자를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 제조방법은 제조 공정을 단순화시키고 롤투롤 공정과 같은 대량생산공정에 적용이 더욱 용이하도록 하는 장점도 갖는다.
이렇게 생산되는 안테나 소자는 고분자형 자성시트를 적용하는 등의 방법으로 절단면이 노출된 상태로 전자기기에 적용되더라도 자성시트의 파편 등에 의한 불량 발생이 없으며 안정적인 성능을 기존 제품과 동등한 수준 또는 그 이상으로 나타낼 수 있다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
이하의 실시예에 사용된 재료들은 아래와 같다:
- 샌더스트 분말: C1F-02A, Crystallite Technology
- 폴리우레탄계 수지: UD1357, 다이이치세이카공업㈜
- 이소시아네이트계 경화제: 이소포론 디이소시아네이트(isophorone di-isocyanate), Sigma-Aldrich
- 에폭시계 수지: 비스페놀 A형 에폭시 수지(에폭시 당량=189g/eq), EpikoteTM 828, Japan Epoxy Resin
- 절연층: 에스케이씨코오롱아이피 제조 폴리이미드 필름(5um)과 접착층(5um)이 적층된 폴리이미드 기반 절연층, 한화 HGCS-A102WB
제조예 1: 건조시트의 제조
단계 (1): 슬러리의 제조
자성분말로서 42.8 중량부의 샌더스트 분말(Fe-Si-Al 등), 15.4 중량부의 폴리우레탄계 수지 분산액(폴리우레탄계 수지 25 중량%, 2-부탄온 75 중량%), 1.0 중량부의 이소시아네이트계 경화제 분산액(이소시아네이트계 경화제 62 중량%, n-부틸 아세테이트 25 중량%, 2-부탄온 13 중량%) 및 0.4 중량부의 에폭시계 수지 분산액(에폭시 수지 70 중량%, n-부틸 아세테이트 3 중량%, 2-부탄온 15 중량%, 톨루엔 13 중량%)의 혼합물을 준비하였다. 상기 혼합물 전량과 40.5 중량부의 톨루엔을 플래너터리 믹서(planetary mixer)에 넣고, 약 40 내지 50 rpm의 속도로 약 2시간 동안 혼합하여, 절연자성시트 제조용 슬러리를 제조하였다.
단계 (2): 건조시트의 형성
상기 단계(1)에서 제조된 슬러리를 캐리어 필름 상에 콤마 코터에 코팅하고, 약 110℃의 온도로 건조하여 각각 두께 약 70 ㎛의 제1절연자성시트 제조용 건조시트(제1건조시트)와 약 170 ㎛의 제2절연자성시트 제조용 건조시트(제2건조시트)를 각각 제조하였다.
과거에는, 상기 건조시트를 열가압(hot press) 공정을 통해 압축 경화를 진행하여 경화시트(절연자성시트)로 제조한 후 이후 공정에 적용하였으나, 공정 효율성 향상, 박리력 향상 등을 위해 본 발명에서는 이러한 경화 공정을 현재 단계에서 진행하지 않고 고분자 수지가 미경화 또는 반경화된 상태인 비경화 고분자 수지층 내에 자성분말이 분산되어 있는 건조시트 상태로 이후 실험에 적용하였다.
아울러, 통상은 건조시트에 포함된 고분자 수지를 경화시켜 경화된 고분자 수지층 내에 자성분말이 분산된 상태인 경화시트를 안테나 크기로의 타발(절단)한 후 이후 도전층 형성 등의 이후 공정을 진행하나, 본 발명에서는 공정 효율성 향상을 위해 건조시트의 타발공정을 진행하지 않고 이후 실험에 적용하였다.
제조예 2: 안테나용 적층시트의 제조
상기 제조예 1에서 얻은 건조시트 또는 별도로 준비된 폴리이미드 필름을 기판으로 적용하고, 두께 약 54 ㎛의 구리 호일과 약 12 ㎛의 구리 호일을 각각 도전층으로 적용하여, 상기 기판의 일면 또는 양면에 각각 상기 도전층을 배치 또는 접착하여, 안테나용 적층시트를 제조하였다.
제조예 3: 평면 나선 코일형 안테나가 형성된 안테나용 적층시트의 제조
상기 제조예 2에서 제조한 안테나용 적층시트에 다수 개의 안테나 패턴이 나란히 위치할 수 있도록 마스크 패턴을 형성하고, 에칭 공정을 통하여 상기 도전층 일부를 식각한 후, 마스크 패턴을 제거하여 패턴화 가공 후 도전층을 제조하였다. 이러한 방법으로 기판 상에 평면 나선 코일형 안테나 패턴이 다수 개 형성된 안테나용 적층시트를 수득하였다.
제조예 4: 솔레노이드 코일형 안테나 제조를 위한 안테나용 적층시트의 제조
상기 제조예 2에서 제조한 안테나용 적층시트(도전층을 양면에 적용한 것)의 양면에 안테나를 구성하는 도전 라인 패턴들이 나란히 다수 개 형성하도록 제조예 3과 유사한 방식으로 형성하여 안테나용 적층시트(솔레노이트 코일형 안테나 제조용 패턴 포함)를 제조하였다.
제조예 5: 미경화적층체의 제조
제조예 4에서 제조한 안테나용 적층시트(솔레노이드 코일형 안테나 제조용 패턴 포함) 상에 절연층을 배치한 후, 제조예 1에서 제조한 제2건조시트를 적층하였다. 제조예 3에서 제조한 안테나용 적층시트(나선 코일 안테나 포함) 상에 절연층을 배치한 후 절연층과 제2건조시트가 맞닿도록 위치시켰다(하부안테나적층체).
제조예 1에서 제조한 제1건조시트를 상기 하부안테나적층체 상에 상기 제2건조시트와 맞닿도록 위치시키고, 제조예 3에서 제조한 다른 안테나용 적층시트(나선 코일 안테나 포함)의 기판이 상기 제1건조시트와 맞닿도록 위치시켰다(상부안테나적층체).
위의 설명은 개념적으로 설명하기 위해 한 층씩 적층하는 방식으로 설명하나, 배치 공정이 아닌 롤투롤 공정으로 상기 적층이 진행되는 경우에는 각 층이 연속된 공정으로 거의 동시에 적층될 수 있다
상기 방식으로 하부안테나적층체 상에 상부안테나적층체가 적층된 미경화적층체를 제조하였다.
제조예 6: 경화적층체의 제조
상기 미경화적층체를 약 170℃의 온도에서 약 9 MPa의 압력으로 약 30분 간 열가압(hot press)하는 경화하는 경화단계를 거쳐 상기 미경화적층체를 경화 하여서 다수의 안테타 소자가 나란히 배치된 경화적층체를 제조하였다.
제조예 7: 비아의 형성
드릴(또는 펀치)을 이용하여 상기 미경화 적층체에 약 0.15 mm의 직경을 가지는 다수의 홀들을 미리 설정된 위치에 형성하였다.
비아홀이 형성된 미경화 적층체는 무전해 구리 도금을 진행하여, 상기 홀들에 구리도금층을 형성하고 상기 적층체의 양면에 형성된 다수의 안테나 패턴들을 서로 연결시키는 비아들을 형성하였다.
이러한 비아의 형성으로 상기 경화적층체는 나선형 안테나 패턴을 포함하는 상부안테나적층체와 나선형 안테나 패턴과 솔레노이트형 안테나 패턴이 절연자성시트(경화시트)를 사이에 두고 위치하는 하부안테나적층체가 절연자성시트(경화시트)를 사이에 두고 서로 결합된 형태의 적층체로, 하나의 시트에 다수의 안테나가 나란히 형성되어 있는 형태이다.
제조예 8: 단자 형성 및 타발 공정을 통한 안테나 소자의 대량제조
상기 경화적층체에 통상의 방법으로 단자를 형성하는 단자형성 공정과 개별 안테나 소자 크기로 절단하는 타발 공정을 거쳐, NFC(상부), MST, 및 무선충전 안테나(하부)로 기능하는 복합형 안테나 소자를 제조하였다. 상기 방법으로, 하나의 경화적층체를 적용하여 약 200개의 복합형 안테나 소자를 동시에 제조하였다(롤투롤 공정).
시험예 1. 절연층의 물성 측정
상기 안테나 소자에 적용된 절연층의 물성을 두께 14 um 이하(절연필름: 약 7 um 이하, 절연접착층: 약 7 um 이하)인 샘플을 적용하여 평가하였다.
치수안정성(MD, TD)은, 0.15% 이하인 것으로 나타났으며, IPC TM 650 2.2.4A에 따라 진행되며, 온도 200℃에 2시간 처리하여 전후 MD(Mechanical Direction)/TD(Transverse Direction) 치수변화율을 측정하되, 치수변화율은 3차원 측정장비로 측정한 결과이다.
2N HCl 수용액과 2N NaOH 수용액에 각각 절연층을 약 30분 동안 침지한 후, 질량 변화, 두께 변화 및 투자율 변화를 측정했다. 실험 결과, 절연층의 질량 변화, 절연자성시트의 질량 변화, 두께 변화 및 투자율 변화가 모두 5% 이하로 측정되어 우수한 화학적 안정성을 갖는 것으로 확인되었다.
상기 절연층의 표면저항 1011 Ω 이상이고, 부피저항 1012 Ω·㎝ 이상인 것으로 측정되었다.
시험예 2. 경화시트와 절연층의 박리력 평가
아래 방법으로 제조한 실시예와 비교예 샘플에 경화시트(절연자성시트)과 절연층 사이의 박리력을 측정하였다.
(1) 실시예의 샘플 제조
위의 제조예 1에서 제조한 건조시트 양면에 각각 제1절연층과 제2절연층을 적층하였다. 상기 제2절연층(절연필름인 폴리이미드 필름과 이의 일면에 절연접착층이 형성된 것)은 제2절연필름인 폴리이미드 필름이 상기 건조시트와 접하면서, 구리 호일인 제1도전층을 상기 제2절연층의 제2절연접착층 상에 적층되도록 제조되었다.
상기 제1도전층 상에 제3절연층(절연필름인 폴리이미드 필름과 이의 양면에 절연접착층이 형성된 것)을 적층하고, 상기 제3절연층 상에 다시 제2도전층인 구리 호일을 적층한 후, 또 다른 절연층인 제3절연층(절연필름인 폴리이미드 필름과 이의 일면에 절연접착층이 형성된 것)을 상기 제2도전층과 상기제2절연층의 절연접착층이 접하도록 적층하여 실시예 샘플을 제조하였다. 이렇게 제조된 실시예 샘플은 제조예 7에서와 동일하게 열가압 가공을 한 후 실시예 샘플로 실험에 적용되었다.
(2) 비교예의 샘플 제조
위의 (1) 실시예에서 본 발명의 제조예에 따른 건조시트를 적용하는 것 대신에, 시판 자성층을 구입하여 적용하여 위의 (1) 실시예와 동일하게 적층체를 제조하고, 비교예의 샘플로 박리강도 측정 실험을 진행하였다. 이때, 비교예의 샘플은 경화처리까지 완료된 상태로 시판중인 자성층을 구입하여 적용하였다.
(3) 박리력 시험 결과
도 12에 제시한 구조로 위에서 각각 제조한 실시예 및 비교예의 샘플을 P로 표시된 박리면에서의 박리력 테스트를 진행하였다.
상기 실시예 및 비교예의 샘플들의 끝단을 클립으로 잡은 후, 박리 시험기를 이용하여 도면에서 "P"로 표시된 부분의 위쪽에 위치하는 적층체(도면부호, 330 + 215 + 320 + 205 + 310) 부분의 한쪽 끝단을 300 mm/분의 속도로 당겨서 하단의 적층체(도면부호, 404 + 300)와 분리될 때의 최대 힘(gf)을 측정하였다. 각 필름당 박리력을 3회 이상 측정하고 그 평균치를 계산하였으며, 그 결과 실시예의 샘플은 2,570 gf, 비교예의 샘플은 530 gf로 각각 박리력이 측정되어, 실시예의 샘플과 비교예의 샘플 사이에 박리력에 현저한 차이가 있는 것으로 확인되었다.
시험예 3. 박리 강도 측정
(1) 절연자성시트와 도전층의 박리강도
UTM(universal testing machine)을 이용하여, 상기 제조예 8에서 제조한 안테나 소자의 절연자성시트과 도전층 사이의 박리 강도를 측정하였다. 그 결과, 박리강도가 0.6 kgf/cm 이상으로 측정되었다.
(2) 기판 또는 구리호일과 절연층의 박리강도
위와 유사한 방식으로 도전층 또는 기판과 상기 절연층의 박리 강도를 측정하였고, 박리강도가 약 0.7 kgf/cm 이상으로 측정되었다.
시험예 4. 투자율 측정
임피던스 분석 장비를 통하여, 상기 제조예 1의 절연자성시트(건조시트)를 압축 경화시킨 샘플에 대한 투자율 및 투자 손실을 측정하였다. 그 결과를 하기 표 1에 정리하였다.
주파수 3 MHz 주파수 6.78 MHz 주파수 13.56 MHz
투자율 투자손실 투자율 투자손실 투자율 투자손실
210 16.8 195 49.5 156 60
상기 표 1을 참고하면, 상기 제조예 1의 자성 시트는 경화 후 3개 대역에서 모두 높은 투자율과 낮은 투자손실율을 보여, 복합형 안테나 소자에 적용 가능하다는 점을 확인할 수 있었다.
시험예 5. 절연성 측정
상기 제조예 1에서 제조한 건조시트 상에 절연층을 적층한 후, 제조예 2에서와 같이 도전층을 적층하되, 양면에 도전층이 적층된 안테나용 적층시트를 제조하고, 이 시트에 직경 400 ㎛의 비아홀을 서로 다른 간격을 두고 다수 개 형성하고 내부를 구리 도금을 진행하여 시험용 시편을 제조하였다.
상기 시험용 시편은 제조예 3과 제조예 6에서 설명한 것과 같이, 상부 패턴과 하부 패턴을 형성하되, 2개의 비아 간에는 서로 구리 패턴으로 연결되지 않도록 하였다. 이후, 비아에 전류를 흘리며 이들 사이의 저항을 측정하였다.
전류를 흘려준 비아들 사이의 간격은 각각 500 ㎛, 700 ㎛, 900 ㎛, 1100 ㎛, 1400 ㎛, 2400 ㎛, 4400 ㎛, 6400 ㎛, 8400 ㎛ 등으로 다양하게 실험하였으며, 모든 비아 홀 간의 간격에서 무한대의 저항값을 나타내었다.
시험예 6. 내열성 측정 - 리플로우 테스트
상기 제조예 1의 건조시트를 열가압 경화하여 경화시트인 절연자성시트으로 제조한 후 도전층을 형성해 내열성 측정용 샘플을 제조했다.
상기 샘플을 오븐 내에 배치하고, 200초 동안 일정한 속도로 30℃부터 240℃까지 온도를 상승시켰다. 이 온도에서 100초 동안 유지시킨 후, 240℃부터 130℃까지 일정한 속도로 온도를 하강시키는 열처리 조건으로 리플로우 테스트를 2회 수행하였다. 이후, 절연자성시트의 두께 변화, 투자율 변화 및 접합력 변화를 측정하였다.
그 결과, 리플로우 테스트 2회 이후에도 절연자성시트의 표면에 모두 블리스터(blister)가 관찰되지 않았다. 또한, 리플로우 테스트 2회 이후에 절연자성시트의 두께 및 투자율 변화가 모두 5% 미만으로 측정되었다. 또한, 리플로우 테스트 2회 이후에 절연자성시트의 도전층과의 박리 강도가 모두 0.6 kgf/cm 이상으로 측정되었다.
시험예 7. 내화학성 측정
2N HCl 수용액과 2N NaOH 수용액에 각각 경화시트(절연자성시트)을 약 30분 동안 침지한 후, 질량 변화, 두께 변화 및 투자율 변화를 측정했다. 실험 결과 용액 하부에 자성분말의 침전이 발생하지 않았고, 질량 변화, 절연자성시트의 질량 변화, 두께 변화 및 투자율 변화가 모두 5% 이하로 측정되었다.
시험예 8. 항복전압 측정
상기 제조예 1에서 얻은 건조시트를 경화한 경화시트(절연자성시트)를 제조한 후, 양면에 전극을 설치하고 전압을 서서히 올려가면서 인가하여 항복 전압(breakdown voltage)를 측정하였다. 그 결과, 절여자성시트는 약 4 내지 4.3 kV의 항복 전압을 나타내었다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 기판용 시트, 제1기판용 시트
110: 기판용 시트, 제2기판용 시트
120: 기판용 시트, 제3기판용 시트
102: 기판용 시트의 제1면 104: 기판용 시트의 제2면
200: 도전층, 제1도전층(패턴화 가공 후)
210: 도전층, 제2도전층(패턴화 가공 후)
220: 도전층, 제3도전층(패턴화 가공 후)
230: 도전층, 제4도전층(패턴화 가공 후)
205: 도전층, 제1도전층(패턴화 가공 전)
215: 도전층, 제2도전층(패턴화 가공 전)
202: 도전층의 상면 204: 도전층의 저면
206: 도전층의 좌측면 208: 도전층의 우측면
201: 제1도전라인패턴 203: 제2도전라인패턴
300: 절연층, 제1절연층 302: 절연필름, 제1절연필름
304: 절연접착층, 제1절연접착층 310: 절연층, 제2절연층
312: 절연필름, 제2절연필름 314: 절연접착층, 제2절연접착층
320: 절연층, 제3절연층 322: 절연필름, 제3절연필름
324: 절연접착층, 제3절연접착층 330: 절연층, 제4절연층
332: 절연필름, 제4절연필름 334: 절연접착층, 제4절연접착층
400: 절연자성시트, 자성시트 402: 건조시트, 제1건조시트
404: 경화시트, 제1경화시트, 자성시트
412: 건조시트, 제2건조시트 414: 경화시트, 제2경화시트
450: 강화절연층
500: 비아 505: 비아홀
510: 도전층
600: 이형지
700: 안테나용 적층시트, 제1안테나용 적층시트
702: 안테나용 적층시트, 제2안테나용 적층시트
704: 안테나용 적층시트, 제3안테나용 적층시트
706: 솔레노이드 코일형의 안테나 적층시트
720: 미경화적층체 740: 경화적층체
750: 하부안테나적층체 760: 상부안테나적층체
900: 안테나 소자 P: 박리면
OR: 주변영역 CR: 코어영역

Claims (17)

  1. i) 제1기판용 시트의 일면에 위치하는 제1도전층을 포함하는 제1안테나용 적층시트, ii) 상기 제1안테나용 적층시트 일면 하에 위치하는 제1건조시트, iii) 제2기판용 시트의 일면에 위치하는 제2도전층을 포함하고, 상기 제1건조시트의 일면 하에 위치하는 제2안테나용 적층시트, iv) 상기 제2안테나용 적층시트 일면 하에 위치하는 제2건조시트, 그리고 v) 제3기판용 시트의 일면에 위치하는 제3도전층과 상기 제3기판용 시트의 타면에 위치하는 제4도전층을 포함하고, 상기 제2건조시트의 일면 하에 위치하는 제3안테나용 적층시트를 포함하는 미경화적층체를 제조하는 적층단계;를 포함하되,
    상기 제1건조시트 및 제2건조시트는 미경화 또는 반경화된 고분자 수지층인 비경화 고분자 수지층과 상기 비경화 고분자 수지층에 분산된 자성분말을 함유하고,
    상기 비경화 고분자 수지층을 가압 공정을 포함하는 경화공정으로 경화하여 경화 고분자 수지층을 형성하는 방법으로 상기 경화 고분자 수지층과 이에 분산된 상기 자성분말을 함유하는 제1경화시트 및 제2경화시트를 제조하여, 상기 제1안테나용 적층시트 내지 제3안테나용 적층시트; 상기 제1안테나용 적층시트와 상기 제2안테나용 적층시트 사이에 위치하는 제1경화시트 및 상기 제2안테나용 적층시트와 상기 제3안테나용 적층시트 사이에 위치하는 제2경화시트;를 포함하며 1 개 또는 2 개 이상의 안테나 소자가 배치된 경화적층체를 제조하는 경화단계;를 포함하는, 안테나소자의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1도전층 내지 제4도전층은, 각각 2 개 이상의 안테나 패턴을 포함하는 것이고,
    상기 안테나소자의 제조방법은 상기 경화단계 이후에 타발단계를 더 포함하며, 상기 타발단계는 상기 경화적층체를 상기 경화적층체에 배치된 2 개 이상의 안테나 소자를 절단 및 분리하는 단계인, 안테나소자의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1건조시트 및 제2건조시트는 건조시트의 제조방법으로 제조된 것이고,
    상기 건조시트의 제조방법은, 자성분말 및 고분자 수지를 포함하는 조성물을 혼합하여 슬러리를 제조하는 슬러리제조단계; 그리고 상기 슬러리를 시트 형태로 건조하여 상기 고분자 수지가 미경화 또는 반경화된 것인 비경화 고분자 수지층과 상기 비경화 고분자 수지층에 분산된 자성분말을 함유하는 건조시트를 제조하는 건조단계;를 포함하는 것인, 안테나소자의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 경화단계에서 상기 가압 공정은 100 내지 300 ℃의 온도에서 진행되는 열가압 공정인, 안테나소자의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 경화단계에서 상기 제1건조시트 및 제2건조시트는 적어도 일면과 서로 맞닿은 층의 외형을 따라 그 형태가 변형되어 각각 변형된 제1건조시트 및 제2건조시트로 형성되며,
    상기 제1경화시트 및 제2경화시트는 각각 상기 변형된 제1건조시트 및 제2건조시트의 형상을 갖는 것인, 안테나소자의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 적층단계는 상기 제1도전층 내지 제4도전층 각각의 일면 상에 절연층이 더 위치하도록 상기 미경화적층체를 제조하며,
    상기 절연층은 일정한 두께를 갖는 필름인 절연필름을 포함하는 것인, 안테나소자의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 안테나소자의 제조방법은 상기 적층단계 이후 또는 상기 경화단계 이후에 비아형성단계를 더 포함하고,
    상기 비아형성단계는 상기 제1 안테나용 적층시트, 제2 안테나용 적층시트 및 제3 안테나용 적층시트, 상기 미경화적층체, 또는 상기 경화적층체에 비아홀을 형성하는 홀형성과정; 그리고 상기 비아홀의 내면을 도전성 재료로 코팅하거나 상기 비아홀을 도전성 재료로 메우는 도전성부여과정;을 포함하여,
    상기 비아는 서로 상하로 배치된 i) 안테나 패턴들 사이 또는 ii) 안테나 패턴과 단자 패턴 사이를 전기적으로 연결하는, 안테나소자의 제조방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 안테나소자의 제조방법은, 상기 적층단계 이전에 도전층패턴화단계를 더 포함하고, 상기 도전층패턴화단계는 제1도전층 내지 제4도전층 각각에 2 개 이상의 안테나 패턴이 배치되도록 도전성 테이프를 펀칭 가공하는 단계인, 안테나소자의 제조방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 적층단계의 상기 미경화적층체는 한 층에 2 개 이상의 제1안테나 패턴을 포함하는 제1도전층과 한 층에 2 개 이상의 제2안테나 패턴을 포함하는 제2도전층을 상기 제1안테나 패턴과 상기 제2안테나 패턴이 상하로 위치하게 포함하며,
    상기 제1안테나 패턴과 상기 제2안테나 패턴은 상기 경화적층체에 포함되어 각각 MST 안테나, NFC 안테나 및 WPC 안테나로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 종류의 안테나 소자로 기능하고, 상기 제1안테나 패턴과 상기 제2안테나 패턴은 서로 같은 종류의 안테나 소자로 기능하지 않는 것인, 안테나소자의 제조방법.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 안테나 소자는 상면과 저면을 제외한 외면(外面) 중 적어도 하나의 면이 상기 타발단계에서 절단된 면인 타발면이고,
    상기 타발면은 상기 제1경화시트 및 제2경화시트의 단면을 포함하는 것인, 안테나소자의 제조방법.
  11. i) 제1기판용 시트의 일면에 위치하는 제1도전층을 포함하는 제1안테나용 적층시트, ii) 상기 제1안테나용 적층시트 일면 하에 위치하는 제1경화시트, iii) 제2기판용 시트의 일면에 위치하는 제2도전층을 포함하고, 상기 제1경화시트의 일면 하에 위치하는 제2안테나용 적층시트, iv) 상기 제2안테나용 적층시트 일면 하에 위치하는 제2경화시트, 그리고 v) 제3기판용 시트의 일면에 위치하는 제3도전층과 상기 제3기판용 시트의 타면에 위치하는 제4도전층을 포함하고, 상기 제2경화시트의 일면 하에 위치하는 제3안테나용 적층시트를 포함하는 경화적층체로,
    상기 경화적층체를 포함하는 안테나 소자는 그 상면과 저면을 제외한 외면(外面)들 중 적어도 하나의 면인 타발면에 상기 제1경화시트 및 제2경화시트의 단면을 포함하는 것인, 안테나 소자.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 경화적층체는 상기 경화적층체의 일면과 서로 맞닿은 층의 외형을 따라 형성된 형태를 갖는 것인, 안테나 소자.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 안테나 소자는 상기 제1도전층 내지 제4도전층 각각의 일면 상에 위치하는 절연층을 더 포함하며,
    상기 절연층은 일정한 두께를 갖는 필름인 절연필름을 포함하는 것인, 안테나 소자.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 안테나 소자는 제1안테나 패턴을 갖는 제1도전층과 제2안테나 패턴을 갖는 제2도전층을 서로 맞닿지 않도록 포함하며,
    상기 제1안테나 패턴과 상기 제2안테나 패턴은 각각 MST 안테나, NFC 안테나 및 WPC 안테나로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 종류의 안테나 소자로 기능하되, 상기 제1안테나 패턴과 상기 제2안테나 패턴은 서로 같은 종류의 안테나 소자로 기능하지 않는 것인, 안테나 소자.
  15. i) 제1기판용 시트의 일면에 위치하는 제1도전층을 포함하는 제1안테나용 적층시트, ii) 상기 제1안테나용 적층시트 일면 하에 위치하는 제1경화시트, iii) 제2기판용 시트의 일면에 위치하는 제2도전층을 포함하고, 상기 제1경화시트의 일면 하에 위치하는 제2안테나용 적층시트, iv) 상기 제2안테나용 적층시트 일면 하에 위치하는 제2경화시트, 그리고 v) 제3기판용 시트의 일면에 위치하는 제3도전층과 상기 제3기판용 시트의 타면에 위치하는 제4도전층을 포함하고, 상기 제2경화시트의 일면 하에 위치하는 제3안테나용 적층시트를 포함하고,
    상기 제1경화시트 및 제2경화시트는 각각의 일면과 서로 맞닿은 층의 외형에 따른 형태를 가지며, 나란히 배치된 안테나 소자를 2 개 이상 포함하는, 경화적층체.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 경화적층체는 상기 제1도전층 내지 제4도전층 각각의 일면 상에 위치하는 절연층을 더 포함하는 것이며,
    상기 절연층은 일정한 두께를 갖는 필름인 절연필름을 포함하는 것인, 경화적층체.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 경화적층체는 한 층에 2 개 이상의 제1안테나 패턴을 갖는 제1도전층과 한 층에 2 개 이상의 제2안테나 패턴을 갖는 제2도전층을 서로 맞닿지 않도록 포함하며,
    상기 제1안테나 패턴과 상기 제2안테나 패턴은 각각 MST 안테나, NFC 안테나 및 WPC 안테나로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 종류의 안테나 소자로 기능하되, 상기 제1안테나 패턴과 상기 제2안테나 패턴은 서로 같은 종류의 안테나 소자로 기능하지 않는 것인, 경화적층체.
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