KR20090013424A - 송수신기기 하우징 등의 이중사출방법에 의한 회로패턴에무전해 동도금, 무전해 니켈도금을 사용한 안테나 기능의제조방법 - Google Patents

Abstract

각각 다른 종류의 합성수지로 휴대폰 및 무선 송수신기기의 베이스와 회로패턴부로 구분하여 이중사출물을 얻은 후 회로패턴부분에 무전해 동도금 및 무전해 니켈도금을 하여 완성되는 휴대폰 및 무선송수신 기기의 하우징 내부면 또는 내장품에 구성하여 안테나의 기능을 하는 인테나의 제조방법

인테나, 이중사출, 동도금

Description

송수신기기 하우징 등의 이중사출방법에 의한 회로패턴에 무전해 동도금, 무전해 니켈도금을 사용한 안테나 기능의 제조방법{THE MANUFACTURING METHOD OF THE ANTENNA FUNCTION WHICH USES THE NO ELECTROLYSIS COPPER PLATING, NO ELECTROLYSIS NICKEL PLATING IN THE CIRCUIT PATTERN DUE TO THE DUPLEX SHOOTING OUT OF HANDSET HOUSING}

본 발명은 이중사출 방법에 의하여 송수신 기기의 하우징 등의 내부면 또는 내장품에 회로패턴이 형성된 도금을 위한 베이스 사출 성형품이 제조되고 제조된 베이스 회로패턴 부위에만 무전해 동도금과 니켈도금 등을 순차적으로 도금하여 안테나의 기능을 부가하는 휴대폰 혹은 각종 송수신 기기 하우징 등의 이중사출에 의한 안테나 회로패턴 구성과 구성된 회로패턴에 무전해 동도금 및 무전해 니켈 도금 등으로 안테나 기능을 수행할 수 있는 송수신 하우징 내부면 도는 내장품에 작용되는 안테나 기능의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 송수신 기기 혹은 휴대폰의 외부로 돌출된 안테나 폰은 휴대폰의 디자인의 다양화나 슬림화가 어려워 안테나를 휴대폰 하우징 안에 PCB회로기판과 연결시켜 내장시켜 놓은 것을 인테나라고 한다.

이 인테나는 휴대폰의 디자인을 다양하게 설계할 수 있을 뿐만 아니라 휴대폰의 두께를 줄여 슬림화시킬 수 있는 장점이 있다.

이 인테나는 현재 크게 두가지 방법으로 제조하고 있는바, 보편적으로 실행하고 있는 방법은 다음과 같다.

휴대폰의 디자인에 따라 정해진 하우징과 PCB회로설계에 따른 인테나 내장공간의 형태에 따라 디자인된 프라스틱 사출금형을 제작하고 사출성형한 베이스에 안테나 회로패턴을 설계하고 설계된 패턴에 따른 프레스 금형을 제작하여 동박판이나 스텐레스박판등으로 타발하고 절곡하여 베이스에 끼워 열융착으로 고정시켜 안테나의 기능을 부가하는 방법으로 현재 인테나 제조업체들은 이러한 방법으로 제조하고 있다.

다른 한가지 방법은 휴대폰의 디자인에 따라 정해진 하우징과 PCB회로설계에 따른 인테나 내장공간의 형태에 따라 디자인된 베이스에 안테나 회로패턴을 설계하고 베이스 사출금형과 회로패턴 사출금형을 연계하여 제작하여 플라스틱 이중 사출기계를 사용하여 베이스부와 회로패턴부의 사출재료를 각기 다른 성분의 프라스틱재료로 이중사출하면 베이스에 회로패턴이 형성된 사출성형품이 제작된다.

이 사출성형품의 회로패턴부위에만 무전해 동도금으로 동 12미크론 이상 무전해 니켈도금으로 니켈 3미크론 이상 도금하여 안테나의 기능을 부가하는 방법으로 미국 인테나 제조업체인 T사가 유일하게 이 방법으로 인테나를 제조하고 있으며 현재 S사에 독점 공급하고 있다.

위의 두 가지 방법을 비교하여 보면,

먼저 국내 인테나 제조 업체 방법을 살펴보면 금형제작에 있어서 베이스 사출용 금형, 회로패턴 제작용 프레스 금형, 열융착 작업용 지그 등이 필요하고, 그 사용재료로서 베이스 사출용 플라스틱수지와 니켈도금 및 부분 금도금 된 0.2~0.3밀리 동박판 또는 스텐레스박판을 준비하여, 사용장비로는 사출성형기를 사용하여 사출된 베이스판위에 프레스기를 사용하여 동판이나 스텐레스판을 프레스한 박판을 열융착기를 이용하여 부착하여 사용토록 한 것으로 그에 따른 생산성은 베이스부의 사출성형작업과 회로패턴부의 프레스작업 후 조립작업, 열융착작업 등 작업공정이 많아 생산성이 낮을 뿐 아니라 장비가동인력과 조립작업인력이 필요하므로 인건비 비중이 높아져서 그에 따른 장비가 많이 필요하고 동박판 및 스텐레스박판등의 원자재 구입비용이 높고 전력비와 인건비 비중이 높으며 생산성이 낮아 생산원가 비중이 높은 문제점이 있었다.

또한 미국 T사 인테나 제조방법을 살펴보면,

회로패턴이 연계된 사출금형을 준비하여 회로패턴용 플라스틱수지를 사용, 사출성형기를 통하여 베이스와 회로패턴용 성평품을 생성한 후 무전해 도금라인을 형성하여 도금작업을 하는 공정으로 생산하게 되므로 사출 후 도금작업도 대량생산 자동화로 동이나 스탠레스박판을 열융착시켜서 생산하는 국내 인테나 생산업계의 방식보다 월등히 생산성이 우수하고 자동화가 가능하므로 원자재 구입비용이 낮고 생산성이 높아 국내 인테나 제조업체들의 경쟁력이 T사에 비할 수 없는 실정이다. 그래서 S사 등 휴대폰제조업체 등에서 이중사출 인테나 제조 개발을 국내 인테나 제조업체에 독려해 왔으나 금형제작과 사출에는 아무 문제가 없으나 회로패턴상에 무전해도금이 제대로 되지 않아 지금까지 개발에 성공을 하지 못하는 문제점을 안고 있었다.

또한 기술적으로 무전해 동도금에서 회로패턴부위에 안테나 기능을 수행할 수 있는 두께의 도금을 하려고 하면 장시간의 도금시간 중 무전해 동도금액의 불안정으로 회로패턴부 이외 베이스부위에 동도금이 석출 또는 무전해 동도금액의 분해등으로 원하는 도금을 수행하기가 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 종래의 인테나 제조방법에 의해 제조된 인테나의 제반문제점 등을 해소하기 위하여 안출된 것으로서 베이스와 회로패턴 구성부를 이중사출하여 회로패턴 구성부에 진행할 수 있는 제반의 공정등을 분석, 연구하여 발명된 것으로서, 회로패턴에 무전해 동도금 및 무전해 니켈도금 등으로 휴대폰이나 무선 송수신 기기의 안테나의 기능을 할 수 있는 인테나의 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 합성수지 사출에 의한 베이스와 회로패턴을 동시에 갖는 이중사출 회로패턴에 동도금, 니켈도금 등을 진행하는 공정에서,

무전해 동스트라이커 공정을 추가하여 동농도 2.5 ~ 3g/L를 기본으로 한 다소 고농도의도금액에서 2 ~ 5분간 반응시켜 회로패턴에 1차 동도막을 형성시키고 2차 무전해 동도금액은 액안정성을 위주로 동농도 2 ~ 2.3g/L, 수산화나트룸 6.5 ~ 7.5g/L, 포르마린 2.5 ~ 2.8g/L, EDTA 25 ~30g/L, 안정제 0.05 ~ 0.1g/L의 중농도의 도금액에서 공기교반기를 통해 공기주입량의 3 ~ 5L/min 공급하여 동도금액 중에 산소 공급량을 최대한 많이 하여 도금액안정성을 도모하였고 도금액 1L당 도금할 수 있는 부하량을 일반적으로 2 ~ 3dm²로 하고 있으나 이를 1L당 부하랑 1 ~ 1.5dm²이하로 관리하여 무전해동 도금액의 소모율을 최소화 하므로서 액변동율을 최소화하여 액안정성이 유지되었으며,

피도물을 좌우로 이동하는 교반장치와 상하로 이동하는 교반장치를 통해 좌우로 이동하는 속도를 70 ~ 100mm/sec로 상하로 이동하는 속도를 200 ~ 250mm/sec로 작동시켜 피도물에 동이온 공급을 원활히 하고 액중에서 골고루 분산되게 하여 균일한 도막을 형성하게 하였다.

위와 같이 무전해 동도금액을 관리하여 작업한 결과 동도금액의 안정성에 만족할만한 결과를 얻어 도금액 분해도 생기지 않고 도금하고자 하는 회로패턴위에 안정적으로 두께도금을 할 수 있었으며 도금속도는 1시간당 약 2㎛이상의 것으로 생산할 수 있도록 한 것이다.

본 발명은 제조공정도와 실시예에서와 같은 제조공법으로 실시하여 생산하면 세계적으로 유일하게 생산하여 전세계시장에 공급하고 있는 미국의 T전자에서 생산 하는 제품보다 우수하고 생산성이 있는 양질의 인테나를 국내에서 생산공급할 수 있는 획기적인 발명품을 제공하게 되는 것이다. 본 발명은 휴대폰 인테나의 이중사출에 의한 안테나의 회로패턴구성과 구성된 회로패턴에 무전해 동도금, 니켈도금으로 훌륭한 안테나의 기능을 발휘하게 되어 수입에 의존하는 인테나 시장을 대체할 수 있는 발명일뿐 아니라, 본 발명과 같이 회로패턴을 구성하고 그 구성된 회로패턴에 도금하여 안테나의 기능을 부가하는 제조기술은 응용하면 3차원 전자회로기판을 제조할 수 있는 기술로 그 적용분야가 전기, 전자뿐 아니라 자동차, 반도체 등에도 적용될 수 있는 효과가 있다.

이하 첨부된 도 1의 공정도를 참고로 하여 본 발명에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

무전해 동도금 공정기술은 이중사출로 회로패턴을 구성할 때 합성수지를 사용하나 수지의 물성에 따라서, 제조공정상의 진행되는 처리가 다소 다른 면이 있다.

제조공정도의 (1)에서 (20)까지의 순서를 진행하여 제조하는 PC 40%와 ABS 60% 혼합한 수지를 베이스로 하고 ABS수지로 회로패턴을 구성한 이중사출제품의 회로패턴 부분에 제조공정도의 수세3단(8)이후 엑티베이터공정(9)을 진행하고 무전해 니켈도금(17) 이후 수세3단(18)공정으로 진행하여 건조하여 완성하는 무전해 동도금 및 무전해 니켈도금 하는 제조법이 연구되었다.

좀더 상세히 본 발명을 설명하기 위하여 PC/ABS수지를 베이스로 하고 ABS수 지를 이용하여 회로패턴을 구성한 이중사출제품의 회로패턴부분에 무전해동도금 및 무전해 니켈도금을 하여 안태나의 기능을 하는 인테나의 제조방법으로서, ABS수지를 회로패턴으로하는 인테나의 제조방법으로는,

회로패턴구성된 이중사출 피도금물을 황산 100ml/L와 음이온탈지제 30 ~ 50ml/L의 액중에 온도 50 ~ 60℃에서 5 ~ 10분간 침적하여 탈지처리하고 2 ~ 3회 수세한 후 무수크롬산(CrO₃)400 ~ 450 g/L 와 황산 200 ~ 250g/L 액중에 온도 65 ~ 68℃에서 5 ~ 10분간 엣칭(Etchimg)하고 3 ~ 4회 수세한다. 그리고 염산 100ml/L 액중에 상온에서 2 ~ 3분간 중화처리하고 3회 수세하고 파라듐 카타리스트액 20 ~ 50ml/L 와 염산 150ml/L의 액중에 상온에서 2 ~ 3분간 침적하여 촉매를 부여하고 3회 수세한다. 그리고 황산 50 ~ 100ml/L 액중에 온도 50 ~ 55℃에서 2 ~ 3분간 침적하여 촉매를 활성화시키고 3회 수세한다. 동농도 2.5 ~ 3 g/L, 수산화나트륨 8 ~ 9g/L, 포르마린 3 ~ 3.8g/L, EDTA 30 ~ 35g/L 액중에 온도 45 ~ 55℃에서 2 ~ 5분간 스트라이커 도금하고 동농도 2 ~ 2.3 g/L, 수산화나트륨 6.5 ~ 7.5g/L, 포르마린 2.5 ~ 2.8g/L, EDTA 25 ~ 30g/L, 안정제 0.005 ~ 0.1ml/L 액중에 온도 45 ~ 55℃에서 4 ~ 10시간 도금 후 3 ~ 4회 수세한다. 다음은 염산 100 ~ 150ml/L를 기본으로 한 촉매활성액중에 상온에서 30 ~ 60초 침적하여 동도금면을 촉매활성 시키고 3회 수세한 후 니켈농도 5.5 ~ 6.5g/L, 하이포아인산나트륨 27 ~ 33g/L를 기본으로 한 무전해 니켈도금액 85 ~ 90℃에서 8 ~ 12분간 도금 후 3회 수세한다. 마지막으로 증류수로써 세척하고 탈수한 후 건조함으로써 도금작업이 완료된다.

위와 같은 공정을 거친 도금물은 동두께 약12㎛이상 니켈두께 약3㎛이상의 치밀한 도막을 형성하여 안테나의 기능을 수행하는 인테나를 얻을 수가 있는 것이다.

PC 40%, ABS 60%를 베이스로 하고 ABS수지를 회로패턴을 구성한 이중사출제품의 회로패턴부분에 무전해동도금 및 무전해 니켈도금을 하여 안태나의 기능을 하는 인테나의 제조공정을 실시예를 통하여 좀더 상세히 설명한다.

(1)공정으로서 PC 40%와 ABS 60%를 혼합하여 베이스부를 형성하고 ABS수지로 회로패턴부를 형성한 이중사출 회로패턴부분에 (2)공정의 탈지작업을 실행함에는 회로패턴구성된 이중사출 피도금물을 황산 100ml/L와 음이온탈지제 30 ~ 50ml/L의 액중에 온도 50 ~ 60℃에서 5 ~ 10분간 침적하여 탈지처리하고 (3)공정의 2 ~ 3회 수세한다. (4)공정의 엣칭(Etching)공정은 물 1리터에 무수크롬산(CrO₃)400 ~ 450 g/L 와 황산 200 ~ 250g/L을 혼합하고 온도 65 ~ 80℃에서 5 ~ 10분간 침적하여 표면에 미세기공을 만들어주는 공정을 가진다. (5)공정에서 다시 3단의 수세를 한다. 3단의 수세란 세척용기를 3번 거친다는 것이다. (6)공정의 중화공정으로 염산 100ml/L 액중에 상온에서 2 ~ 3분간 중화처리한 후 (7)공정의 3단 수세한다. (6)공정의 중화처리공정은 애칭공정에서 묻어나오는 6가크롬을 3가크롬으로 환원하여 제거하는 공정이다. (8)공정은 엑티베이터공정으로 파라듐 카타리스트액 20 ~ 50ml/L 와 염산 150ml/L의 액중에 상온에서 2 ~ 3분간 침적하여 촉매를 부여하는 것인데,물 1리터에 염산 15%와 염화제일주석과 염화파라듐을 혼합하여 만든 카타리스트액 20 ~ 50ml/L를 혼합하고 온도 섭씨 25 ~ 45도에서 2 ~ 3분간 침적하여 엣칭에서 형성된 미세기공에 카타리스트촉매를 흡착시키는 공정이다. (8)공정에서 카타리스트 촉매의 흡착을 거쳐서 다시 (9)공정의 수세를 3단으로 하고, (10)공정의 엑셀레이터공정으로 물 1리터에 황산 50 ~ 100ml/L액중에 온도 50 ~ 55℃에서 2 ~ 3분간 침적하여 촉매를 활성화시키고 미세기공에 흡착된 주석성분을 제거하여 촉매를 활성화시키는 공정이다. 다시 (11)공정의 3단 수세 이후 (12)공정의 무전해 동스트라이커공정으로 동농도 2.5 ~ 3 g/L, 수산화나트륨 8 ~ 9g/L, 포르마린 3 ~ 3.8g/L, EDTA 30 ~ 35g/L 액중에 온도 45 ~ 55℃에서 2 ~ 5분간 동이온 착화제, 환원제를 기반으로한 안정제 0.05 ~ 0.1ml/L 무전해 동도금액에서 환원제 농도를 높여서 초기반응 속도를 높여 회로패턴상에 도막을 형성하게 된다. 다음은 (13)공정의 무전해 동도금 공정으로 동농도 2 ~ 2.3 g/L, 수산화나트륨 6.5 ~ 7.5g/L, 포르마린 2.5 ~ 2.8g/L, EDTA 25 ~ 30g/L, 안정제 0.005 ~ 0.1ml/L 액중에 온도 45 ~ 55℃에서 4 ~ 10시간 도금 후 (14)공정의 3단수세한다. (15)공정은 촉매활성공정으로 염산 100 ~ 150ml/L를 기본으로 한 촉매활성액중에 상온에서 30 ~ 60초 침적하여 동도금을 활성시킨다. (16)공정은 무전해 니켈도금 공정으로 니켈금속막을 형성하는 공정으로 니켈농도 5.5 ~ 6.5g/L, 하이포아인산나트륨 27 ~ 33g/L를 기본으로 한 무전해 니켈도금액 85 ~ 90℃에서 8 ~ 12분간 도금 후 (17)공정의 3회 수세를 거친다. (18)공정을 거쳐 증류수로써 세척한 후 탈수하고 건조함으로써 인테나 제조방법이 이루어지게 된다.

도 1 : 본 고안의 제도공정도

도 2 : 본 제조공법에 의하여 실시된 인테나사진 1

도 3 : 본 제조공법에 의하여 실시된 인테나사진 2

<각 공정별 용어의 정리>

▶ 탈지 : 물 1리터에 황산 10%와 음이온계면활성제 2 ~ 5%를 혼합하여 온도 섭씨 60 ~ 65도에서 5 ~ 10분간 침적하여 표면에 묻은 오염물을 제고하는 공정

▶ 수세 : 전공정에서 묻어나오는 약품성분을 수돗물을 이용하여 세척하는 작업으로 2단 또는 3단이라함은 세척조를 2개 또는 3개를 말하며 순서대로 세척하는 공정.

▶ 옛칭 : 물 1리터에 무수크롬산(CrO₃)400g과 황산 400g을 혼합하고 온도 섭씨 65 ~ 80도에서 5 ~ 10분 침적하여 표면에 미세기공을 만들어주는 공정.

▶ 중화 : 에칭공정에서 묻어나오는 6가크롬을 3가크롬으로 환원하여 제거하는 공정.

▶ 엑티베이터 : 물 1리터에 염삼 15%와 염화제일주석과 염화파라듐을 혼합하여 만든 카타리스트액 20 ~ 50밀리리터를 혼합하고 온도 섭씨 25 ~ 45도에서 2 ~ 3분간 침적하여 엣칭에서 형성된 미세기공에 카타리스트 촉매를 흡착시키는 공정.

▶ 무전해 동스트라이커 : 동이온, 착회제, 환원제를 기반으로 한 무전해 동도금액에서 환원제농도를 높여서 초기반응속도를 높여 회로패턴상에 도막을 형성시 켜주는 공정.

▶ 무전해 동도금 : 무전해 동스트라이커 공정에서 형성된 도막에 안정적으로 동도금의 두께를 올려주는 공정으로 도금액의 안전성을 위주로 작업하는 공정.

▶ 촉매활성 : 동도금위에 직접 무전해 니켈도금이 되지않기 때문에 촉매활성시켜 무전해 니켈도금의 석출반응을 일으켜주는 공정.

▶ 무전해 니켈도금 : 니켈금속막을 형성시키는 공정.

▶ 탕세 : 썹시온도 60도 이상의 뜨거운 물에 세척하는 공정.

▶ 건조 : 회전탈수기에 열풍공급장치를 붙여 제품이 묻어있는 물기를 제거하는 공정.

Claims (3)

1. PC 40%, ABS 60%수지를 베이스로 하고 ABS수지로 회로패턴을 구성한 이중사출제품의 회로패턴부분에 무전해 동도금 및 무전해 니켈도금을 하여 완성되는 휴대폰 및 무선 송수신 기기의 하우징 내부면 또는 내장품에 구성하여, 안테나의 기능을 하는 인테나의 제조방법.
2. 제 1항의 합성수지를 베이스와 회로패턴으로 구성한 인테나의 제조방법에 있어서 회로패턴구성된 이중사출 피도금물을 황산 100ml/L와 음이온탈지제 30 ~ 50ml/L의 액중에 온도 50 ~ 60℃에서 5 ~ 10분간 침적하여 탈지처리하고 수세한 후 무수크롬산(CrO₃)400 ~ 450 g/L 와 황산 200 ~ 250g/L 액중에 온도 65 ~ 68℃에서 5 ~ 10분간 엣칭(Etchimg)하고 수세를 거쳐 염산 100ml/L 액중에 상온에서 2 ~ 3분간 중화처리하고 3회 수세한 것을 파라듐 카타리스트액 20 ~ 50ml/L 와 염산 150ml/L의 액중에 상온에서 2 ~ 3분간 침적하여 촉매를 부여하고 수세한 다음 황산 50 ~ 100ml/L 액중에 온도 50 ~ 55℃에서 2 ~ 3분간 침적하여 촉매를 활성화시키고 수세하고 스트라이커 도금 후 동농도 2 ~ 2.3 g/L, 수산화나트륨 6.5 ~ 7.5g/L, 포르마린 2.5 ~ 2.8g/L, EDTA 25 ~ 30g/L, 안정제 0.005 ~ 0.1ml/L 액중에 온도 45 ~ 55℃에서 4 ~ 10시간 도금 후 수세한 것을 염산 100 ~ 150ml/L를 기본으로 한 촉매활성액중에 상온에서 30 ~ 60초 침적하여 동도금면을 촉매활성하고 수세한다. 그리 고 니켈농도 5.5 ~ 6.5g/L, 하이포아인산나트륨 27 ~ 33g/L를 기본으로 한 무전해 니켈도금액 85 ~ 90℃에서 8 ~ 12분간 도금 후 수세하여 증류수로써 세척한 후 탈수한 후 건조함으로써 완성되는 PC/ABS수지를 베이스로하고 ABS 수지로 회로패턴을 구성한 이중사출제품의 회로패턴부분에 무전해동도금 및 무전해 니켈도금 방법에 의한 송수신 기기 하우징등의 이중사출 방법에 의한 회로패턴에 무전해 동도금, 무전해 니켈도금 등으로 안테나 기능을 부가한 인테나의 제조방법.
3. 제 2항에 있어서 동농도 2.5 ~ 3 g/L, 수산화나트륨 8 ~ 9g/L, 포르마린 3 ~ 3.8g/L, EDTA 30 ~ 35g/L 액중에 온도 45 ~ 55℃에서 2 ~ 5분간 스트라이커 도금한 송수신 기기 하우징의 이중사출방법에 의한 회로패턴에 무전해 동도금 및 무전해 니켈도금 등으로 안테나의 기능을 한 인테나의 제조방법.

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