KR102588363B1 - 전자기기 후면 커버용 안테나 패턴 제작 장치 및 안테나가 실장된 전자기기 후면 커버 제작 방법, 그리고 안테나가 실장된 전자기기 후면 커버 - Google Patents

Abstract

전자기기 후면 커버용 안테나 패턴 제작 장치 및 방법, 그리고 그 제작된 전자기기 후면 커버가 개시된다. 본 발명에 따른 전자기기 후면 커버용 안테나 패턴 제작 장치는, 휴대용 전자기기의 후면 커버(Back cover)를 구성하게 될 수지필름의 일면에 안테나 패턴을 형성시키는 장치로서, 일방향으로 연속해서 회전하는 드럼 모양의 회전롤과, 수지필름을 연속적으로 권출시켜 회전롤에 공급하는 필름 공급부와, 회전롤을 따라 일방향으로 연속해서 이동하는 수지필름의 일면에 롤투롤(Roll To Roll) 전사방식으로 특정 안테나 패턴을 일정 간격으로 인쇄(Imprint)하는 복수의 열전사부 및 일면에 특정 안테나 패턴이 일정 간격으로 인쇄된 수지필름을 연속적으로 권취하는 필름 회수부를 포함하고, 복수의 열전사부가 회전롤의 둘레 방향으로 회전롤에 인접하여 간격을 두고 정렬되며, 수지필름은 회전롤의 표면에 접한 상태로 일방향으로 연속해서 이동되고, 회전롤의 표면에 접한 상태로 이동되는 수지필름의 일면에 복수의 열전사 유닛이 차례로 도전성 패턴을 같은 위치에 전사하여 특정 안테나 패턴을 다층 구조(Multi layer)로 형성시키는 것을 요지로 한다.

Description

전자기기 후면 커버용 안테나 패턴 제작 장치 및 안테나가 실장된 전자기기 후면 커버 제작 방법, 그리고 안테나가 실장된 전자기기 후면 커버{Antenna pattern making device for back cover of electronic devices, how to make back cover of electronic devices equipped with antennas, and back cover of electronic devices equipped with antennas}

본 발명은 안테나 패턴 제작 장치에 관한 것으로, 특히 롤투롤(Roll To Roll) 전사 기법을 활용한 연속 전사방식으로 전자기기의 후면 커버(Back cover)를 구성하는 필름 층에 다양한 안테나 패턴을 다양한 두께로 구현할 수 있는 전자기기 후면 커버용 안테나 패턴 제작 장치 및 안테나가 실장된 전가기 후면 커버 제작 방법, 그리고 안테나가 실장된 전자기기 후면 커버에 관한 것이다.

휴대용 전자기기 중 흔히 '스마트 폰'으로 불리는 이동 단말기는 대화면 터치 방식의 디스플레이 모듈을 구비하고 있으며, 통신이라는 기본적인 기능 외에 고화소 카메라 모듈을 구비하고 있어 정지 영상 및 동영상 촬영이 가능하다. 또한, 음악을 비롯해 멀티미디어 콘텐츠를 재생할 수 있고, 네트워크 망에 접속하여 웹 서핑을 수행할 수도 있다.

이러한 휴대용 전자기기는 고성능 다기기능화 되는 최근의 추세에서, 휴대가 유리하면서도 외관이 상대적으로 미려해야 시장의 선택을 받을 수 있는 경쟁력을 갖출 수 있다. 예를 들어, 기능이 동일한 전자기기더라도 좀 더 경박 단소화되고 소비자들이 선호하는 질감의 소재를 사용해야 시장의 선택을 받을 수 있다.

따라서 전자기기 제조사들은 더욱 우수한 성능을 발휘할 수 있고 다양한 기능을 가지면서 경쟁사 제품에 비해 보다 경박 단소화된 전자기기를 개발하기 위한 시도를 거듭하고 있다. 이러한 시도는 전자기기에 탑재되는 필수 구성요소인 안테나 부문, 즉 전파 또는 정보를 송수신하는 장치부문에서도 동일하게 행해지고 있다.

휴대용 전자기기에 적용되는 안테나 대부분은 내장형 안테나로서, 두께나 크기 제약이 상대적으로 작은 기존 제품의 경우 내부 실장 공간이 넉넉해 안테나 설계에 큰 어려움이 없었다. 그러나 휴대용 전자기기의 크기가 점점 작아지고 얇아짐에 따라, 좁은 공간에 실장 가능한 크기나 구조로 안테나를 설계해야 하므로 부담이 커지고 설계상 많은 제약이 따른다는 문제가 있다.

이에 설치 공간 부족에 따른 설계 상의 문제를 극복하고, 기기의 기능에 영향을 주지 않으면서 안테나 기능도 겸할 수 있도록 전자기기용 후면 커버에 안테나를 실장시킨 기술이 제안되었다. "안테나 기능을 포함하는 전자기기용 금속재질 커버"라는 명칭으로 출원된 한국공개특허 제10-2018-0023095호(이하, '선행문헌 1'이라 함)가 대표적인 일례이다.

선행문헌 1은 스마트폰의 백커버에 안테나를 일체형으로 구성함에 있어, 투명기판상에 금속박막층을 형성하고, 그 위에 마스크층을 형성하여 에칭 또는 레이저 패터닝을 통해 안테나 패턴을 형성시키는 것이 특징이다. 즉 선행문헌은 실크스크린 기법이나 감광물질을 사용하여 백커버 일면에 안테나를 형성시키는 것을 특징으로 한다.

그러나 선행문헌 1처럼 실크스크린 기법이나 감광물질을 사용하여 안테나를 형성시키는 방식은, 감광 또는 건조과정 등이 반드시 필요하므로 복잡한 프로세스가 수반되고, 마스크층을 이용하여 금속 박막층을 부분적으로 화학적 에칭 또는 레이저 패터닝함으로써, 안테나 두께를 달리하고자 할 때 경우에 따라서는 여러 번에 걸쳐 패터닝 작업을 반복해야 하는 단점이 있다.

한국공개특허 제10-2018-0023095호(2018.03.07.) 한국공개특허 제10-2021-0058732호 (2021.05.24.)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 휴대용 전자기기의 크기가 점점 작아지고 얇아짐에 따른 공간 부족에 따라 수반되는 안테나 설계상의 어려움을 해소할 수 있도록 안테나가 실장된 전자기기 후면 커버를 제작하기 위한 전자기기 후면 커버용 안테나 패턴 제작 장치를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 롤투롤(Roll To Roll) 전사 기법을 활용한 연속 전사방식으로 후면 커버(Back cover)를 구성하는 필름 층에 다양한 안테나 패턴을 용이하게 구현할 수 있고, 한 공정에서 다양한 두께로 안테나 패턴을 구현할 수 있는 전자기기 후면 커버용 안테나 패턴 제작 장치를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 후면 커버용 안테나 패턴 제작 장치를 통해 제작된 안테나 실장형 필름(수지필름)을 이용한 후면 커버 제작 방법 및 전자기기의 사이즈 및 무게 증대를 억제할 수 있는 안테나가 실장된 전자기기 후면 커버를 제공하고자 하는 것이다.

과제의 해결 수단으로서 본 발명의 일 측면에 따르면,

휴대용 전자기기의 후면 커버(Back cover)를 구성하게 될 수지필름의 일면에 안테나 패턴을 형성시키는 장치로서,

일방향으로 연속해서 회전하는 드럼 모양의 회전롤;

수지필름을 연속적으로 권출시켜 상기 회전롤에 공급하는 필름 공급부;

회전롤을 따라 일방향으로 연속해서 이동하는 수지필름의 일면에 롤투롤(Roll To Roll) 전사방식으로 특정 안테나 패턴을 일정 간격으로 인쇄(Imprint)하는 복수의 열전사부; 및

일면에 특정 안테나 패턴이 일정 간격으로 인쇄된 수지필름을 연속적으로 권취하는 필름 회수부;를 포함하며,

상기 복수의 열전사부는 회전롤의 둘레 방향으로 상기 회전롤에 인접하여 간격을 두고 정렬되고,

수지필름은 상기 회전롤의 표면에 접한 상태로 일방향으로 연속해서 이동되며,

회전롤의 표면에 접한 상태로 이동되는 수지필름의 일면에 상기 복수의 열전사 유닛이 차례로 도전성 패턴을 같은 위치에 전사하여 상기 특정 안테나 패턴을 다층(Multi layer) 구조로 형성시키는 전자기기 후면 커버용 안테나 패턴 제작 장치를 제공한다.

여기서, 상기 회전롤은 수지필름이 접하는 표면이 탄성 표면인 고무롤일 수 있다.

또한, 상기 필름 공급부와 필름 회수부는 상기 회전롤로부터 떨어진 동방향 위치에 서로 간 간격을 두고 배치되며, 공급되는 수지필름이 상기 회전롤 표면에 밀착될 수 있도록 텐션을 부여하는 제1 텐션롤이 상기 필름 공급부와 회전롤 사이에 설치되고, 회수되는 수지필름이 상기 회전롤에서 이탈되기 전까지 회전롤과 접한 상태를 유지하도록 텐션을 부여하는 제2 텐션롤이 상기 필름 회수부와 회전롤 사이에 설치될 수 있다.

이때, 상기 제1 텐션롤과 제2 텐션롤 사이의 간격이 상기 필름 공급부와 필름 회수부 사이의 간격보다 좁은 간격으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 열전사부는 회전롤에 인접하여 3 내지 8개가 회전롤의 둘레 방향으로 정렬될 수 있다.

또한, 상기 열전사부 각각은, 표면에 발열핀들이 촘촘하게 1열로 실장된 헤드를 갖는 열전사 유닛과, 일면에 Ag 바인더(Ag binder) 인쇄층이 형성된 바인더 필름(Binder film)을 연속적으로 권출시켜 열전사 유닛의 상기 헤드에 공급하는 바인더 필름 공급롤과, 헤드의 발열작용으로 Ag 바인더(Ag binder) 인쇄층이 부분적으로 소실된 전사 후 남은 바인더 필름을 연속적으로 권취하여 회수하는 바인더 필름 회수롤로 구성될 수 있다.

여기서, 상기 발열핀들은 발열이 개별적으로 제어되며, 개별적으로 발열이 제어되는 상기 발열핀들이 수지필름과 접하는 상기 바인더 필름에 국부적으로 열을 가해 수지필름의 일면에 특정 패턴으로 Ag 바인더(Ag binder)를 전사함으로써 상기 안테나 패턴이 형성될 수 있다.

또한, 상기 복수의 열전사부는 작동이 개별적으로 제어되며, 개별적으로 작동이 제어되는 열전사부들에 의해 수지필름 일면에 전사되는 특정 안테나 패턴의 두께가 조정될 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 전자기기 후면 커버용 안테나 패턴 제작 장치는 또한, 롤투롤(Roll To Roll) 전사방식으로 수지필름에 전사된 특정 안테나 패턴을 경화시키는 경화수단;을 더 포함할 수 있다.

이때, 상기 경화수단은 복수의 열전사부 중 공정 상 최후방에 위치하는 열전사부와 상기 필름 회수부 사이에 위치하도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 필름 공급부는, 수지필름을 연속적으로 권출시키기 위해 회전하는 필름 공급롤과, 필름 공급롤로부터 권출되는 수지필름의 전면에 부착된 전면 보호필름을 제거하여 권취하는 전면 보호필름 권취롤과, 필름 공급롤로부터 권출되는 수지필름의 후면에 부착된 후면 보호필름을 제거하여 권취하는 후면 보호필름 권취롤을 포함하는 구성일 수 있다.

바람직하게 상기 필름 공급부는, 수지필름 이동 시 회전하면서 상기 회전롤에 연속적으로 공급되는 수지필름의 이동거리를 검출하는 엔코더롤을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 필름 회수부는, 일면에 특정 안테나 패턴이 전사 처리된 수지필름을 귄취하기 위해 연속적으로 회전하는 필름 회수롤과, 상기 필름 회수롤에 권취되는 전사 처리된 수지필름 사이에 개재되도록 스페이서 필름을 공급하는 스페이서 필름롤을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 전자기기 후면 커버용 안테나 패턴 제작 장치는 또한,

필름 공급부에서 회전롤을 향해 연속적으로 이동되는 수지필름에 재전사 시작 위치 확인을 위한 위치 확인 마크를 마킹하는 마커; 및

상기 위치 확인 마크를 센싱하여 센싱 정보를 제어부에 제공하는 센서유닛;을 더 포함할 수 있다.

과제의 해결 수단으로서 본 발명의 다른 측면에 따르면,

일 측면에 따른 전자기기 후면 커버용 안테나 패턴 제작 장치를 이용하여 수지필름의 일면에 특정 안테나 패턴을 롤투롤 전사방식으로 다층(Multi layer) 구조로 형성시키는 단계;

다층 구조의 특정 안테나 패턴이 형성된 수지필름의 다른 일면에 데코레이션 필름을 접합시키는 단계;

데코레이션 필름 위에 투명 접착필름인 OCA(Optically Clear Adhesive)를 부착시키는 단계; 및

OCA(Optically Clear Adhesive)를 이용하여 데코레이션 필름 위에 커버 글라스(Cover Glass)를 부착시키는 단계;를 포함하는 안테나가 실장된 전자기기 후면 커버 제작 방법을 제공한다.

과제의 해결 수단으로서 본 발명의 또 다른 측면에 따르면,

일면에 특정 안테나 패턴이 전술한 일 측면에 따른 전자기기 후면 커버용 안테나 패턴 제작 장치를 통해 형성된 수지필름의 다른 일면에 데코레이션 필름이 부착되고, 데코레이션 필름 위에 커버 글라스(Cover Glass)가 투명 접착필름인 OCA(Optically Clear Adhesive)를 통해 부착된 안테나가 실장된 전자기기 후면 커버를 제공한다.

본 발명의 일 측면에 따른 전자기기 후면 커버용 안테나 패턴 제작 장치에 의하면, 롤투롤(Roll To Roll) 전사 기법을 활용한 연속 전사방식으로 전자기기의 후면 커버를 구성하는 수지필름 층에 다양한 안테나 패턴을 용이하게 구현할 수 있으며, 한번의 공정으로 안테나 패턴 다양한 두께로 구현할 수 있어 공정 축소 및 안테나 두께 변경 요구에 빠른 대응이 가능한 장점이 있다.

그리고 본 발명의 다른 측면에 따른 전자기기 후면 커버는, 후면 커버의 일면(내측 면)에 안테나가 단일의 객체 형태로 실장됨으로써, 휴대용 전자기기의 크기가 점점 작아지고 얇아짐에 따른 공간 부족에 따라 수반되는 안테나 설계상의 어려움을 해소할 수 있으며, 안테나를 기판에 실장하는 종래 방식에 비해 휴대용 전자기기의 소형화 및 슬림화, 그리고 경량화에 유리한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전자기기 후면 커버용 안테나 패턴 제작 장치를 개략 도시한 장치 구성도.
도 2는 도 1에 나타난 필름 공급부의 바람직한 실시 예를 도시한 도면.
도 3은 도 1에 나타난 필름 회수의 바람직한 실시 예를 도시한 도면.
도 4는 도 1에 도시된 열전사부의 열전사 유닛을 확대 도시한 도면.
도 5는 도 4의 열전사 유닛의 헤드의 전개도.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 전자기기 후면 커버용 안테나 패턴 제작 장치에 의해 수지필름 일면에 다양한 두께로 형성되는 안테나 패턴을 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 전자기기 후면 커버용 안테나 패턴 제작 장치를 이용하여 안테나가 실장된 전자기기 후면 커버를 제작하는 과정을 나타내는 공정 순서도.
도 8은 후면 커버 제작 방법으로 제작된 전자기기 후면 커버의 단면 개략도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 명세서에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 더하여, 명세서에 기재된 "…부", "…유닛", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일한 구성 요소에 대해서는 동일도면 참조부호를 부여하기로 하며 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 측면에 따른 전자기기 후면 커버용 안테나 패턴 제작 장치를 개략 도시한 장치 구성도로서, 이를 참조하여 본 발명의 일 측면에 따른 전자기기 후면 커버용 안테나 패턴 제작 장치의 전체적인 구성부터 살펴보기로 한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 측면에 따른 안테나 패턴 제작 장치는 휴대용 전자기기의 후면 커버(Back cover)를 구성하게 될 수지필름(100)의 일면에 안테나 패턴을 형성시키는 장치로서, 회전롤(20), 회전롤(20)에 필름(100)을 공급하는 필름 공급부(10), 필름(100)에 안테나 패턴을 인쇄하는 복수의 열전사부(30), 그리고 안테나 패턴이 인쇄된 필름을 회수하는 필름 회수부(40)를 포함한다.

참고로, 본 발명에서 전자기기라 함은 사용자 터치를 인식하는 터치입력부, 좀 더 구체적으로는 터치스크린을 갖는 스마트폰, 태블릿, 스마트워치, 노트북 등이 포함될 수 있으나, 전자기기의 종류 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

회전롤(20)은 드럼 모양으로 형성되며 도시하지 않은 구동원, 예컨대 모터에 의해 일방향으로 연속해서 회전하는 구성일 수 있다. 필름 공급부(10)에서 연속적으로 공급되는 필름, 바람직하게는 수지필름(100)이 상기 회전롤(20)의 표면에 접한 상태로 회전롤(20)의 회전 방향으로 이동되며, 이때 수지필름(100)이 접하는 부분, 즉 회전롤(20)의 표면은 탄성 표면인 고무롤일 수 있다.

필름 공급부(10)는 수지필름(100)을 연속적으로 권출시켜 상기 회전롤(20)에 공급하며, 필름 회수부(40)는 상기 복수의 열전사부(30)에 의해 일면에 특정 안테나 패턴이 일정한 간격을 두고 인쇄된 수지필름(100)을 연속적으로 권취하는 기능을 한다. 여기서 수지필름(100)은 투명한 PET(Polyethylene terephthalate) 필름 또는 PI(Polyimide) 필름일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

열전사부(30)는 회전롤(20)에 인접하여 회전롤(20)의 둘레 방향으로 간격을 두고 정렬되는 복수개로 구성된다. 열전사부(30)는 필름 공급부(10)에서 권출되어 회전롤(20) 측으로 공급되고 회전롤(20)에 일면이 접한 상태로 일방향(회전롤(20)의 회전 방향)으로 연속해서 이동하는 수지필름(100)의 일면에 롤투롤(Roll To Roll) 전사방식으로 특정 안테나 패턴을 일정 간격으로 인쇄(Imprint)하는 역할을 한다.

도면에는 회전롤(20) 둘레에 총 6개의 열전사부(30)가 인접하여 소정의 간격을 두고 정렬된 구성을 예를 들어 도시하였으나, 이는 하나의 바람직한 실시 예일 뿐, 열전사부(30)의 개수는 도시된 개수로 한정되는 것은 아니다. 안테나 사양에 따라 더 추가되거나 생략될 수 있기 때문인데, 바람직하게는 3 내지 8개가 회전롤(20)의 둘레에 소정의 간격으로 정렬될 수 있다.

회전롤(20)의 둘레에 간격을 두고 정렬되는 복수의 열전사부(30)에 의해 회전롤(20)이 회전함에 따라 회전롤(20)의 표면에 접한 상태로 이동되는 수지필름(100)의 일면(회전롤(20)의 표면에 접한 면 반대편에 위치하는 면)에 차례로 동일한 도전성 패턴이 같은 위치에 전사된다. 이에 따라 하나의 특정 안테나 패턴은 동일한 도전성 패턴이 적어도 두 겹 이상 적층된 다층(Multi layer) 구조로 형성될 수 있다(도 6 참조).

본 발명의 일 측면에 따른 전자기기 후면 커버용 안테나 패턴 제작장치는 또한, 일방향으로 이동되는 수지필름(100)이 긴장 상태를 유지한 채 이동될 수 있도록 텐션을 부여하는 텐션롤(25, 26)을 포함한다. 본 발명의 실시 예에서 텐션롤은 바람직하게, 필름 공급부(10)와 회전롤(20) 사이에 설치되는 제1 텐션롤(25)과, 회전롤(20)과 필름 회수부(40) 사이에 설치되는 제2 텐션롤(26)일 수 있다.

참고로, 텐션롤(25, 26)은 물리적으로 긴장을 의미하는 텐션(Tention)과 회전 운동을 하는 롤러(Roller)의 합성어로서, 본 발명에서는 수지필름(100)과 접한 상태로 상기 수지필름(100)의 일방향 이동에 따라 회전운동을 하면서 이동하는 수지필름(100)이 팽팽한 긴장 상태를 유지할 수 있도록 텐션을 부여하는 회전요소를 의미하는 용어로 이해하는 것이 바람직하다

제1 텐션롤(25)은 필름 공급부(10)에서 회전롤(20)을 향하여 공급되는 수지필름(100)이 상기 회전롤(20)의 표면에 밀착될 수 있도록 텐션을 부여한다. 그리고 제2 텐션롤(26)은 열전사부(30)에 의한 순차적인 전사 처리를 거쳐 일면에 특정 안테나 패턴이 인쇄된 수지필름(100)이 상기 회전롤(20)에서 이탈되기 전까지 회전롤(20)과 접한 상태를 유지하도록 텐션을 부여한다.

도 1의 예시와 같이, 필름 공급부(10)와 필름 회수부(40)는 상기 회전롤(20)로부터 떨어진 동방향(도면상 좌측방향) 위치에 서로 간 간격을 두고 배치될 수 있다. 이때 필름 공급부(10)와 필름 회수부(40) 사이의 간격(D1)보다 제1 텐션롤(25)과 제2 텐션롤(26) 사이의 간격(D2)이 좁게 형성됨으로써, 수지필름(100)은 회전롤(20)에 공급되는 순간부터 회전롤(20)에서 이탈되는 순간까지 회전롤(20)에 긴밀하게 접한 상태로 유지될 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 전자기기 후면 커버용 안테나 패턴 제작 장치는 또한, 마커(28)와 센서유닛(29)을 더 포함할 수 있다. 마커(28)는 필름 공급부(10)에서 회전롤(20)을 향해 연속적으로 이동되는 수지필름(100)에 재차 전사처리가 시작되는 위치 확인을 위한 위치 확인 마크를 마킹하며, 센서유닛(29)은 수지필름(100) 상에 마킹된 위치 확인 마크를 센싱하고 관련 센싱 정보를 제어부(50)에 제공한다.

센서유닛(29)이 제공하는 정보(재차 전사처리가 시작되는 위치에 관한 정보)를 바탕으로 제어부(50)는 수지필름(100) 상의 재전사 처리가 행해질 정확한 시작 위치(전사 시작 위치)를 인식하며, 인식된 수지필름(100)의 위치 정보를 바탕으로 제어부(50)가 열전사부(30)의 동작을 제어함으로써, 수지필름(100) 상의 정확한 위치, 좀 더 구체적으로는 1차 도전성 패턴 위에 정확하게 동일한 패턴의 도전성 패턴이 전사될 수 있다.

센서유닛(29)은 바람직하게, 첫 번째 열전사부(30)를 거쳐 수지필름(100) 상에 전사된 도전성 패턴 위치와 정확하게 일치하는 위치에 이후 배치된 열전사부(30)가 동일한 패턴의 도전성 패턴을 추가로 전사할 수 있도록, 도면의 예시와 같이 수지필름(100)의 이동방향을 기준으로 첫 번째 열전사부(30)와 두 번째 열전사부(30) 사이에 배치될 수 있다.

도 1에서 도면부호 60은 경화수단을 가리킨다. 경화수단(60)은 롤투롤(Roll To Roll) 전사방식으로 수지필름(100)의 일면에 도전성 패턴이 여러 겹으로 전사되어 구성되는 특정 안테나 패턴을 경화시키는 역할을 한다. 이러한 경화수단(60)은 복수의 열전사부(30) 중 공정 상 최후방에 위치하는 열전사부(30)와 상기 필름 회수부(40) 사이에 위치할 수 있다.

경화수단(60)은 안테나 패턴을 구성하는 도전성 물질에 포함된 바인더의 성분에 따라 달라질 수 있다. 따라서 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 바인더가 열경화성 수지인 경우 상기 경화수단(60)은 안테나 패턴이 전사된 수지필름(100)을 향하여 열을 발산시키는 히터일 수 있으며, 바인더가 광경화성 수지인 경우 경화수단(60)은 자외선 조사기일 수 있다.

도 2는 필름 공급부의 바람직한 실시 예를 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 필름 공급부(10)는 수지필름(100)을 연속적으로 권출시키기 위해 회전하는 필름 공급롤(12)을 포함한다. 필름 공급롤(12)에는 수지필름(100), 예컨대 앞서 언급한 PET 필름 또는 PI 필름이 롤 형태로 감겨져 있으며, 필름 공급롤(12)에 롤 형태로 감겨진 수지필름(100)의 전면과 후면에는 감겨진 상태에서 수지필름(100) 간 마찰로 인한 표면 손상 방지를 위해 보호필름이 부착될 수 있다.

수지필름(100)의 전면과 후면에 위와 같이 보호필름이 부착된 경우, 본격적인 전사 작업이 수행되기에 앞서 보호필름을 제거할 필요가 있다. 이를 위해 필름 공급부(10)는, 필름 공급롤(12)로부터 권출되는 수지필름(100)의 전면과 후면에 표면 보호를 위해 부착된 전면 보호필름(200)과 후면 보호필름(300)을 제거하여 권취하는 전면 보호필름 권취롤(14)과 후면 보호필름 권취롤(16)을 구비할 수 있다.

필름 공급부(10)는 또한, 엔코더롤(18)을 포함할 수 있다. 엔코더롤(18)은 수지필름(100) 이동 시 회전하면서 상기 회전롤(20)에 연속적으로 공급되는 수지필름(100)의 이동거리를 검출하기 위한 수단으로서, 검출된 정보(수지필름(100)의 이동거리에 관한 정보)를 상기 제어부(50)에 제공하도록 제어부(50)와 유/무선 네트워크 방식으로 통신 가능하게 연결될 수 있다.

참고로, 엔코더롤(18)은 운동요소의 물리적인 변화량을 전기신호로 변환시켜 출력하는 엔코더(Encoder)와 회전 운동을 하는 롤러(Roller)의 합성어로서, 본 발명에서는 수지필름(100) 이동에 따라 회전하면서 회전롤(20)을 향해 연속적으로 공급되는 수지필름(100)의 물리적인 변위(이동거리)를 전기신호로 변환시켜 제어요소(본 발명에서는 제어부(50)로 명명됨)에 출력하는 전자기기를 의미한다.

엔코더롤(18)이 제공하는 정보를 바탕으로 제어부(50)는 후술하는 필름 회수부(40)의 필름 회수롤(42)의 회전 속도를 제어할 수 있다. 필름 회수롤(42)에 권취되는 수지필름(100)의 감김양이 증대될수록 필름 회수롤(42)이 한 바퀴 회전할 때 수지필름(100)의 이동 거리는 늘어나고 속도는 빨라지게 되는데, 필름 회수롤(42)의 회전 속도가 항상 일정하면 수지필름(100) 상에 전사되는 안테나 패턴의 품질 균일성이 떨어지기 때문이다.

도 3은 필름 회수부의 바람직한 실시 예를 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 필름 회수부(40)는 필름 회수롤(42)을 포함한다. 필름 회수롤(42)은 일면에 특정 안테나 패턴이 전사 처리된 수지필름(100)을 귄취하기 위해 연속적으로 회전하는 구동롤(모터에 의해 회전하는 롤)일 수 있다. 필름 회수부(40)는 경우에 따라 필름 회수롤(42)에 권취되는 전사 처리된 수지필름(100) 사이에 개재되도록 스페이서 필름(500)을 공급하는 스페이서 필름롤(44)도 포함할 수 있다.

스페이서 필름롤(44)은 구동롤인 필름 회수롤(42)에 권취되는 수지필름(100) 사이에 스페이서 필름(500)을 개재하여, 필름 회수롤(42)에 수지필름(100)이 연속적으로 감겨 여러 겹으로 겹친 경우, 안쪽과 바깥쪽에 위치하는 수지필름(100) 간 직접적인 접촉을 차단함으로써, 수지필름(100)에 전사된 특정 안테나 패턴이 변형되거나 손상되지 않도록 한다.

도 4는 도 1에 도시된 열전사부의 열전사 유닛(34)을 확대 도시한 도면이며, 도 5는 도 4의 열전사 유닛(34) 헤드의 전개도이다.

도1, 도 4, 도 5를 참조하면, 열전사부(30) 각각은 열전사 유닛(34)과 바인더 필름 공급롤(32), 그리고 바인더 필름 회수롤(38)을 포함한다. 열전사 유닛(34)은 표면에 발열핀(36)들이 촘촘하게 1열로 실장된 헤드(35)를 갖고(도 5 참조), 바인더 필름 공급롤(32)은 일면에 Ag 바인더(Ag binder) 인쇄층(420)이 형성된 바인더 필름(400)을 연속적으로 권출시켜 열전사 유닛(34)의 상기 헤드(35)에 공급한다.

바인더 필름 (Binder film, 400)은 수지필름, 바람직하게는 투명한 PET 필름(410)의 일면에 Ag 바인더를 균일한 두께로 입혀 Ag 바인더 인쇄층(420)을 형성시킨 구성일 수 있다. 여기서 Ag 바인더는 Ag 슬러지(Ag sludge)와 접착 성분을 특정 비율로 혼합시킨 물질일 수 있으며, 이때 접착 성분은 수지(Resin), 유기화합물(Wax), 용제(Solvent), 실리콘 화합물(Silicone compound)들로 구성될 수 있다.

열전사 유닛(34)의 헤드(35)는 회전롤(20)과 맞물려 회전하는 구성일 회전요소 형태로 구성될 수 있으며, 헤드(35) 표면에 촘촘히 실장된 발열핀(36)들은 제어부(50)에 의해 발열이 개별적으로 제어됨으로써, 발열핀(36) 각각이 수지필름(100)과 접하는 바인더 필름(400)에 국부적으로 열을 가하는 것에 의해 수지필름(100)의 일면에 특정 패턴으로 Ag 바인더가 전사되어 하나의 안테나 패턴을 구성하는 도전성 패턴이 형성될 수 있다.

헤드(35) 하나에 발열핀(36)은 바람직하게, 3700 내지 4000개 정도가 1열로 구성될 수 있으며, 발열핀(36) 각각의 발열(약 350도 이상)/냉각(약 80도 이하)으로 수지필름(100)에 원하는 패턴의 Ag 바인더 전사가 진행될 수 있다. 이때 바인더 필름(400)이 발열핀(36)에 노출되는 시간, 즉 바인더 필름(400)에 열이 가해지는 시간에 따라 패턴의 양(패턴의 길이)이 조절될 수 있다.

즉 발열핀(36)의 개별제어 및 바인더 필름(400)에 발열핀(36)이 열을 가하는 시간에 따라 도전성 패턴을 구성하는 단위 패턴들 각각의 폭은 물론, 서로 이웃하는 단위 패턴 사이의 거리, 그리고 패턴의 양(패턴의 길이)이 조절되는 것이며, 결과적으로는 발열핀(36) 각각의 발열/냉각 제어, 바인더 필름(400)이 발열핀(36)에 노출되는 시간 등을 조절하여 도전성 패턴을 원하는 형태로 구현할 수 있게 되는 것이다.

한편, 바인더 필름 회수롤(38)은 헤드(35)의 발열작용으로 Ag 바인더 인쇄층(420)이 부분적으로 소실된 전사 후 남은 바인더 필름(400)을 연속적으로 권취하여 회수하는 역할을 하며, 바인더 필름 공급롤(32), 열전사 유닛(34), 필름 회수롤(42)로 구성된 열전사부(30) 각각은 제어부(50)에 의해 작동이 개별적으로 제어됨으로써, 수지필름(100) 일면에 전사되는 특정 안테나 패턴의 두께가 조정될 수 있다.

예를 들어, 회전롤(20) 둘레에 6개의 열전사부(30)가 간격을 두고 정렬된 경우(도 1 참조), 열전사부(30) 하나만 작동되면, 도 6의 (a)와 같이 수지필름(100)에 단층의 도전성 패턴(110)으로 구성된 안테나 패턴(120)이 형성되는 것이며, 2개나 3개의 열전사부(30)가 순서대로 작동되면, 도 6의 (b)나 (c)처럼 도전성 패턴(110)이 두 겹, 세 겹으로 적층된 다층(Multi layer) 구조로 안테나 패턴(120)이 구현되는 것이다.

물론, 6개의 열전사부(30) 모두가 수지필름(100) 일면의 같은 위치에 동일 패턴의 도전성 패턴을 순서대로 전사하도록 설정된 경우라면, 한번의 공정(1Cycle)으로 도전성 패턴(110)이 6층으로 구성된 안테나 패턴(120)이 구현되는 것이다. 다시 말해 도 1과 같이 회전롤(20) 주변에 6개의 열전사부(30)가 분산 배치된 구성에서는 한번의 공정으로 도전성 패턴(110)을 최대 6층으로 구성할 수 있다.

안테나 패턴(120)을 구성하는 도전성 패턴(110)은 도전성 물질인 Ag 슬러지를 포함한다. 이때 도전성 패턴(110)을 구성하는 Ag 슬러지의 양에 따라 도전성 패턴의 저항치가 달라지게 된다. 따라서 도전성 패턴(110)의 적층횟수 조절로써, 전체적인 안테나 패턴(120)의 저항치 조절이 가능하고, 제품 사양에 따라 달라지는 안테나 두께 변경 요구에도 빠르게 대응을 할 수 있다.

이상 본 발명의 일 측면에 따른 전자기기 후면 커버용 안테나 패턴 제작 장치에 의하면, 롤투롤(Roll To Roll) 전사 기법을 활용한 연속 전사방식으로 전자기기의 후면 커버(Back cover)를 구성하는 수지필름 층에 다양한 안테나 패턴을 용이하게 구현할 수 있으며, 한번의 공정으로 안테나 패턴 다양한 두께로 구현할 수 있어 공정 축소 및 안테나 두께 변경 요구에 빠른 대응이 가능하다.

도 7은 전술한 일 측면에 따른 전자기기 후면 커버용 안테나 패턴 제작 장치를 이용하여 안테나가 실장된 전자기기 후면 커버를 제작하는 과정을 나타내는 공정 순서도이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 측면에 따른 안테나가 실장된 전자기기 후면 커버 제작 방법은, 수지필름의 일면에 특정 안테나 패턴을 롤투롤 전사방식으로 다층 구조로 형성시키는 단계(S100), 특정 안테나 패턴 반대편의 수지필름 다른 일면에 데코레이션 필름을 접합시키는 단계(S200), 데코레이션 필름 위에 투명 접착필름인 OCA(Optically Clear Adhesive)를 부착시키는 단계(S300)를 포함한다.

S100 단계에서는 전술한 안테나 패턴 제작 장치를 이용하여 수지필름을 일면에 특정 안테나 패턴을 형성시키되, 복수의 열전사부를 개별 제어하여 수지필름에 전사되는 도전성 패턴의 적층 횟수를 달리함으로써 제품의 요구 사양에 맞춰 안테나 두께를 조절하며, 데코레이션 필름에는 다양한 문양, 기호, 사진 등 장식성을 가미할 수 있는 요소가 전사 또는 인쇄될 수 있다.

한편, 데코레이션 필름 위에 투명 접착필름인 OCA(Optically Clear Adhesive)를 부착시키는 상기 S300 단계 다음, 마지막으로 S300 단계에서 데코레이션 필름 위에 부착된 OCA(Optically Clear Adhesive)를 이용하여 상기 데코레이션 필름 위에 커버 글라스(Cover Glass)를 부착하는 것으로 안테나가 실장된 전자기기 후면 커버 제작이 완료될 수 있다.

도 8은 전술한 후면 커버 제작 방법으로 제작된 전자기기 후면 커버의 단면 개략도로서, 본 실시 예에 따른 전자기기 후면 커버(1)는, 일면에 전술한 전자기기 후면 커버용 안테나 패턴 제작 장치를 통해 안테나 패턴(120)이 형성된 수지필름(100)의 다른 일면에 데코레이션 필름(130)이 부착되고, 데코레이션 필름(130) 위에 커버 글라스(Cover Glass, 150)가 투명 접착필름인 OCA(Optically Clear Adhesive, 140)를 통해 부착된 구성일 수 있다.

이와 같은 구성의 전자기기 후면 커버(1)는, 후면 커버(1)의 일면(내측 면)에 안테나가 단일의 객체 형태로 실장됨으로써, 휴대용 전자기기의 크기가 점점 작아지고 얇아짐에 따른 공간 부족에 따라 수반되는 안테나 설계상의 어려움을 해소할 수 있으며, 안테나를 기판에 실장하는 종래 방식에 비해 휴대용 전자기기의 소형화 및 슬림화, 그리고 경량화에 유리한 효과가 있다.

이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

1 : 후면 커버 10 : 필름 공금부
12 : 필름 공급롤 14 : 전면 보호필름 권취롤
16 : 후면 보호필름 권취롤 18 : 엔코더롤
20 : 회전롤 25 : 제1 텐션롤
26 : 제2 텐션롤 28 : 마커
29 : 센서유닛 30 : 열전사부
32 : 바인더 필름 공급롤 34 : 열전사 유닛
35 : 헤드 36 : 발열핀
38 : 바인더 필름 회수롤 40 : 필름 회수부
42 : 필름 회수롤 44 : 스페이서 필름롤
50 : 제어부 60 : 경화수단
100 : 수지필름 110 : 도전성 패터
120 : 안테나 패턴 200 : 전면 보호필름
300 : 후면 보호필름 400 : 바인더 필름
410 : PET 필름 420 : Ag 바인더 인쇄층

Claims (16)

1. 휴대용 전자기기의 후면 커버(Back cover)를 구성하게 될 수지필름의 일면에 안테나 패턴을 형성시키는 장치로서,
   일방향으로 연속해서 회전하는 드럼 모양의 회전롤;
   수지필름을 연속적으로 권출시켜 상기 회전롤에 공급하는 필름 공급부;
   회전롤을 따라 일방향으로 연속해서 이동하는 수지필름의 일면에 롤투롤(Roll To Roll) 전사방식으로 특정 안테나 패턴을 일정 간격으로 인쇄(Imprint)하는 복수의 열전사부; 및
   일면에 특정 안테나 패턴이 일정 간격으로 인쇄된 수지필름을 연속적으로 권취하는 필름 회수부;를 포함하고,
   상기 안테나 패턴은 전파 또는 정보를 송수신하는 기능을 수행하는 도전성 패턴이며,
   상기 안테나 패턴은 도전성 물질인 Ag 슬러지를 포함하고,
   상기 복수의 열전사부는 회전롤의 둘레 방향으로 상기 회전롤에 인접하여 간격을 두고 정렬되고,
   수지필름은 상기 회전롤의 표면에 접한 상태로 일방향으로 연속해서 이동되며,
   회전롤의 표면에 접한 상태로 이동되는 수지필름의 일면에 상기 복수의 열전사 유닛이 차례로 도전성 패턴을 같은 위치에 전사하여 상기 특정 안테나 패턴을 다층(Multi layer) 구조로 형성시키고,
   상기 열전사부 각각은,
   표면에 발열핀들이 촘촘하게 1열로 실장된 헤드를 갖는 열전사 유닛과,
   일면에 Ag 바인더(Ag binder) 인쇄층이 형성된 바인더 필름(Binder film)을 연속적으로 권출시켜 열전사 유닛의 상기 헤드에 공급하는 바인더 필름 공급롤과,
   헤드의 발열작용으로 Ag 바인더(Ag binder) 인쇄층이 부분적으로 소실된 전사 후 남은 바인더 필름을 연속적으로 권취하여 회수하는 바인더 필름 회수롤로 구성되고,
   상기 발열핀들은 발열이 개별적으로 제어되며,
   개별적으로 발열이 제어되는 상기 발열핀들이 수지필름과 접하는 상기 바인더 필름에 국부적으로 열을 가해 수지필름의 일면에 특정 패턴으로 Ag 바인더(Ag binder)를 전사하여 상기 안테나 패턴을 형성시키고,
   상기 복수의 열전사부는 작동이 개별적으로 제어되며,
   개별적으로 작동이 제어되는 열전사부들에 의해 수지필름 일면에 전사되는 특정 안테나 패턴의 두께가 조정되는 전자기기 후면 커버용 안테나 패턴 제작 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 회전롤은 수지필름이 접하는 표면이 탄성 표면인 전자기기 후면 커버용 안테나 패턴 제작 장치.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 필름 공급부와 필름 회수부는 상기 회전롤로부터 떨어진 동방향 위치에 서로 간 간격을 두고 배치되며,
   공급되는 수지필름이 상기 회전롤 표면에 밀착될 수 있도록 텐션을 부여하는 제1 텐션롤이 상기 필름 공급부와 회전롤 사이에 설치되고,
   회수되는 수지필름이 상기 회전롤에서 이탈되기 전까지 회전롤에 접한 상태를 유지하도록 텐션을 부여하는 제2 텐션롤이 상기 필름 회수부와 회전롤 사이에 설치되는 전자기기 후면 커버용 안테나 패턴 제작 장치.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 제1 텐션롤과 제2 텐션롤 사이의 간격이 상기 필름 공급부와 필름 회수부 사이의 간격보다 좁은 전자기기 후면 커버용 안테나 패턴 제작 장치.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 열전사부는 회전롤에 인접하여 3 내지 8개가 회전롤의 둘레 방향으로 정렬되는 전자기기 후면 커버용 안테나 패턴 제작 장치
   
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 제 1 항에 있어서,
   롤투롤(Roll To Roll) 전사방식으로 수지필름에 전사된 특정 안테나 패턴을 경화시키는 경화수단;을 더 포함하는 전자기기 후면 커버용 안테나 패턴 제작 장치.
   
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 경화수단은 복수의 열전사부 중 공정 상 최후방에 위치하는 열전사부와 상기 필름 회수부 사이에 위치하는 전자기기 후면 커버용 안테나 패턴 제작 장치.
    
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 필름 공급부는,
    수지필름을 연속적으로 권출시키기 위해 회전하는 필름 공급롤과,
    필름 공급롤로부터 권출되는 수지필름의 전면에 부착된 전면 보호필름을 제거하여 권취하는 전면 보호필름 권취롤과,
    필름 공급롤로부터 권출되는 수지필름의 후면에 부착된 후면 보호필름을 제거하여 권취하는 후면 보호필름 권취롤을 포함하는 전자기기 후면 커버용 안테나 패턴 제작 장치.
    
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 필름 공급부는,
    수지필름 이동 시 회전하면서 상기 회전롤에 연속적으로 공급되는 수지필름의 이동거리를 검출하는 엔코더롤을 더 포함하는 전자기기 후면 커버용 안테나 패턴 제작 장치.
    
13. 제 1 항에 있어서,
    상기 필름 회수부는,
    일면에 특정 안테나 패턴이 전사 처리된 수지필름을 귄취하기 위해 연속적으로 회전하는 필름 회수롤과,
    상기 필름 회수롤에 권취되는 전사 처리된 수지필름 사이에 개재되도록 스페이서 필름을 공급하는 스페이서 필름롤을 포함하는 전자기기 후면 커버용 안테나 패턴 제작 장치.
    
14. 제 1 항에 있어서,
    필름 공급부에서 회전롤을 향해 연속적으로 이동되는 수지필름에 재전사 시작 위치 확인을 위한 위치 확인 마크를 마킹하는 마커; 및
    수지필름에 마킹된 위치 확인 마크를 센싱하여 센싱된 정보를 제어부에 제공하는 센서유닛;을 더 포함하는 전자기기 후면 커버용 안테나 패턴 제작 장치.
    
15. 제 1 항 내지 제 5 항 및 제 9 항 내지 제 14 항 중 어느 하나의 항에 기재된 전자기기 후면 커버용 안테나 패턴 제작 장치를 이용하여 수지필름의 일면에 특정 안테나 패턴을 롤투롤 전사방식으로 다층(Multi layer) 구조로 형성시키는 단계;
    다층 구조의 특정 안테나 패턴이 형성된 수지필름의 다른 일면에 데코레이션 필름을 접합시키는 단계;
    데코레이션 필름 위에 투명 접착필름인 OCA(Optically Clear Adhesive)를 부착시키는 단계; 및
    OCA(Optically Clear Adhesive)를 이용하여 데코레이션 필름 위에 커버 글라스(Cover Glass)를 부착시키는 단계;를 포함하는 안테나가 실장된 전자기기 후면 커버 제작 방법.
16. 삭제

Images