KR20110044349A - 루프안테나 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 루프안테나(loop antenna) 및 그 제조방법을 개시한다. 본 발명의 루프안테나는 베이스기판의 일면에 형성되고 동박(copper film)으로 이루어진 루프패턴; 루프패턴의 외측종단 및 내측종단에 각각 연결되고 동박으로 이루어진 제1단자부 및 제2단자부; 베이스기판의 상기 일면에 부착된 커버필름; 베이스기판의 타면에 형성되고 실버페이스트(silver paste)로 이루어진 연결패턴; 상기 루프패턴과 상기 제2단자부를 전기적으로 연결하기 위한 것으로서 내부에 실버페이스트가 충진된 쓰루홀을 포함한다.

본 발명에 따르면 단면 원자재를 사용하고, 일면에만 커버필름을 부착하므로 원자재비용을 크게 절감할 수 있다. 또한 동도금 공정이 생략되므로 공정시간이 단축되어 루프안테나의 전반적인 생산성을 획기적으로 개선할 수 있다.

루프안테나, 실버페이스트, 단면원자재

Description

루프안테나 및 그 제조방법{Loop antenna and manufacturing method thereof}

본 발명은 휴대폰 등에 사용되는 루프안테나(loop antenna)에 관한 것으로서, 구체적으로는 실버페이스트(silver paste)를 이용하여 루프안테나의 내측종단과 단자부를 전기적으로 연결하는 연결패턴을 형성함으로써 생산성이 획기적으로 향상된 루프안테나 및 그 제조방법에 관한 것이다.

외부기기와의 통신을 위해 휴대폰 등에 장착되는 루프안테나는 기판에 루프형태의 전도성 패턴이 형성된 것으로서 주로 휴대폰 등의 케이스 내측면이나 배터리팩 등에 부착된다.

종래의 루프안테나는 도 1의 평면도, 도 1의 A-A' 및 B-B'선에 따른 단면을 나타낸 도 2a 및 도 2b의 단면도에 도시된 바와 같이, 베이스기판(10)과, 베이스기판(10)의 상면에 형성된 나선 모양의 루프패턴(20)과, 루프패턴(20)을 외부장치에 연결하기 위하여 베이스기판(10)의 상면 일측에 형성된 제1 및 제2단자부(22-1,22- 2)를 포함한다.

제1단자부(22-1)는 루프패턴(20)의 외측 종단과 연결되며, 제2단자부(22-2)는 루프패턴(20)의 내측 종단과 연결된다.

이러한 루프패턴(20), 제1, 제2 단자부(22-1,22-2), 연결패턴(26)은 통상 베이스기판(10)의 양면에 동박이 형성된 양면 원자재를 포토리소그래피(photolithography) 공정으로 패터닝하여 형성한다. 따라서 동박으로 이루어진 루프패턴(20), 제1, 제2 단자부(22-1,22-2) 및 연결패턴(26)을 보호하고 산화를 방지하기 위하여 루프안테나의 양면에는 커버필름(50)이 부착된다.

또한 제2단자부(22-2)는 베이스기판(10)의 하면에 형성된 연결패턴(26)을 통해 루프패턴(20)에 연결되며, 이를 위해서 도 2b에 도시된 바와 같이 소정 부분에 쓰루홀(30)을 형성하고 쓰루홀(30)의 내벽에 동도금층(32)을 형성한다. 즉, 루프패턴(20)의 내측 종단은 연결패턴(26)과 쓰루홀(30) 내부의 동도금층(32)을 통해 제2단자부(22-2)와 전기적으로 연결된다.

그런데 이러한 종래의 루프안테나에는 다음과 같은 몇 가지 문제점이 있다.

첫째, 베이스기판(10)의 상면에 루프패턴(20)을 형성하고, 하면에 연결패턴(26)을 형성하기 위해서는 반드시 양면 원자재를 사용해야 하고, 양면에 커버필름(50)을 부착해야 하므로 원자재 비용이 과도하게 소요되는 문제점이 있다.

둘째, 상면의 루프패턴(20)과 하면의 연결패턴(26)을 전기적으로 연결하기 위해서는 쓰루홀(30)의 내벽에 동도금층(32)을 형성해야 하는데, 이로 인해 루프안 테나의 제작시간이 길어지고 생산비용이 증가하는 문제점이 있다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 주식회사 미네르바의 등록특허 제903373호는 단면 원자재를 사용하는 루프안테나 구조를 제안하고 있다. 그러나 상기 등록특허의 방식은 루프부와 단자부를 별도로 제작한 후에 전도성 양면 접착테이프를 이용하여 루프부와 단자부를 접착하는 방식이어서 제작공정이 이원화될수밖에 없고, 이로 인해 공정설비가 복잡해지는 문제점이 있다. 또한 양면 접착테이프를 부착하는 공정이 추가되므로 실제로는 제조원가의 절감효과가 미미하고, 접착테이프를 사용하므로 연결부분이 구조적, 열적으로 취약할 수밖에 없는 문제점이 있다.

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로서, 원자재 비용을 절감하고 공정시간을 단축함으로써 루프안테나의 생산성 및 제품경쟁력을 높이는데 그 목적이 있다. 또한 제품의 내구성이나 신뢰성 면에서도 우수한 루프안테나를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위하여, 베이스기판; 상기 베이스기판의 일면에 형성되고 동박(copper film)으로 이루어진 루프패턴; 상기 베이스기판의 상기 일면에 형성되고, 상기 루프패턴의 외측종단 및 내측종단과 각각 전기적으로 연 결되고 동박으로 이루어진 제1단자부 및 제2단자부; 상기 루프패턴과 상기 제1 및 제2 단자부를 보호하기 위하여 상기 베이스기판의 상기 일면에 부착된 커버필름; 상기 베이스기판의 타면에 형성되고 실버페이스트(silver paste)로 이루어진 연결패턴; 상기 루프패턴의 내측종단과 상기 연결패턴을 전기적으로 연결하기 위한 것으로서 내부에 실버페이스트가 충진된 제1쓰루홀(through hall); 상기 연결패턴과 상기 제2단자부를 전기적으로 연결하기 위한 것으로서 내부에 실버페이스트가 충진된 제2쓰루홀을 포함하는 루프안테나를 제공한다.

상기 루프안테나에서 상기 실버페이스트는 78~82중량%의 은(Ag)을 함유하고, 함유된 은의 입자조직이 판형인 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 본 발명은, (a)베이스기판의 일면에 동박이 접착된 원자재를 준비하는 단계; (b)상기 동박을 가공하여 루프패턴, 상기 루프패턴의 외측종단과 일체로 연결되는 제1단자부, 상기 루프패턴의 내측종단과 연결하기 위한 제2단자부를 형성하는 단계; (c)상기 베이스기판의 일면에 상기 루프패턴, 상기 제1 및 제2단자부를 보호하는 커버필름을 부착하는 단계; (d)상기 루프패턴의 내측종단에 대응하는 부분과 상기 제2단자부에 대응하는 부분에 각각 적어도 하나의 쓰루홀을 형성하는 단계; (e)상기 베이스기판의 타면에 실버페이스트를 인쇄하여 연결패턴을 형성함으로써 상기 루프패턴의 내측종단과 상기 제2단자부를 전기적으로 연결하는 단계를 포함하는 루프 안테나의 제조방법을 제공한다.

본 발명에 따르면 단면 원자재를 사용하고, 일면에만 커버필름을 부착하므로 원자재 비용을 크게 절감할 수 있다. 또한 동도금 공정이 생략되므로 공정시간이 단축되어 루프안테나의 전반적인 생산성을 획기적으로 개선할 수 있다.

또한 판형 조직의 실버페이스트를 사용하고, 다수의 쓰루홀을 통해 전기전도성이 우수하므로 신뢰성 높은 루프안테나를 제공할 수 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 루프안테나(100)의 평면도이고, 도 4a 및 도 4b는 도 3의 A-A' 및 B-B'선에 따른 단면도이다. 도시된 바와 같이 본 발명의 루프안테나(100)는 베이스기판(110)과, 베이스기판(110)의 상면에 형성된 나선 모양의 루프패턴(120)과, 루프패턴(120)을 외부장치에 연결하기 위하여 베이스기판(110)의 상면 일측에 형성되는 제1단자부(121) 및 제2단자부(122), 루프패턴(120)과 제1 및 제2단자부(121,122)을 보호하기 위해 베이스기판(110)의 일면에 부착된 커버필름(150)을 포함한다.

베이스기판(110)은 유연성이 있는 FPCB(Flexible Printed Circuit Board)인 것이 바람직하지만, 일반적인 경성재질의 PCB일 수도 있다.

제1단자부(121)는 루프패턴(120)의 외측 종단과 연결되며, 베이스기판(110)의 상면에서 루프패턴(120)과 일체로 형성된다. 제2단자부(122)는 루프패턴(120)과 는 이격되어 형성되며, 베이스기판(110)의 하면에 형성된 연결패턴(160)과 쓰루홀(130)을 통해 루프패턴(20)의 내측 종단과 연결된다.

본 발명의 실시예에서는 실버페이스트(silver paste)를 이용하여 연결패턴(160)을 형성하며, 실버페이스트는 동박에 비해 산화의 위험이 없기 때문에 연결패턴(160)을 보호하기 위하여 커버필름을 부착하지 않아도 되는 장점이 있다.

또한 본 발명의 실시예에서는 실버페이스트로 인쇄된 연결패턴(160)을 통해 제2단자부(122)와 루프패턴(120)의 내측 종단을 연결하므로 일면에만 동박이 형성되어 있는 단면 원자재를 사용하여 루프안테나(100)를 제작할 수 있다.

따라서 본 발명에 따르면 커버필름(150)의 사용량을 줄일 수 있고 단면원자재를 사용함으로써 원자재 비용을 절감하여 루프안테나(100)의 제작단가를 크게 낮출 수 있게 된다.

이하에서는 도 5a 내지 도 5e의 제작공정도를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 루프안테나(100)를 제작하는 과정을 설명한다. 편의상 도 3의 B-B'선에 따른 단면을 기준으로 설명한다.

먼저 플렉시블한 단면 원자재(FCCL; Flexible Copper Clad Laminate)를 준비한다. 상기 원자재는 베이스기판(110)의 일면에 동박(120')이 접착된 것으로서, 베이스기판(110)에는 폴리이미드, 폴리에스테르 등의 유연성 재질이 사용된다. 한편 루프안테나는 이와 같은 연성기판을 사용하는 것이 바람직하지만, 에폭시 수지 등으로 이루어진 경성기판에도 적용될 수 있으므로 본 발명의 범위가 연성기판에 국한되는 것은 아니다. (도 5a 참조)

이어서 준비된 원자재에 포토레지스트 필름(드라이필름)을 부착하고, 노광 및 현상을 통해 동박(120')으로부터 소정 형상의 루프패턴(120)과 제2단자부(122)를 형성한다. 도시하지는 않았지만 이 과정에서 제1단자부(121)도 함께 패터닝됨은 당연하다.

본 발명에서는 단면 원자재를 사용하기 때문에 이와 같은 패터닝 공정은 롤(roll) 형태의 원자재를 이용하여 인라인 방식으로 진행될 수 있고, 이를 통해 공정속도를 크게 향상시킬 수 있다. (도 5b 참조)

루프패턴(120)이 형성된 후에는 루프패턴(120)과 단자부(121,122)를 보호하기 위하여 그 상부에 커버필름(150)을 부착한다. 커버필름(150)은 핫(hot) 프레스기를 이용하여 150~180도, 40~80kg/cm2의 조건에서 가압 접착된다. (도 5c 참조)

이어서 드릴링(drilling)을 통해 루프패턴(120)의 내측종단과 제2단자부(122)를 연결하기 위하여 소정 위치에 쓰루홀(130)을 형성한다.

본 발명의 실시예에서는 도 3에 도시된 바와 같이 루프패턴(120)의 내측종단에 대응하는 위치와 제2단자부(122)의 종단에 대응하는 위치에 각각 한 쌍의 쓰루홀(130)을 형성하였다. 그러나 한 지점에 형성되는 쓰루홀(130)의 개수는 3개 이상일 수도 있다.

이와 같이 한 지점에 다수 개의 쓰루홀(130)을 형성하면 실버페이스트와의 접촉면적이 넓어져 전기 전도성이 개선되므로 임피던스값을 크게 낮출 수 있는 이 점이 있다. 실제로 이와 같은 방식으로 쓰루홀(130)을 형성함으로써 업계에서 요구되는 상한값(500옴)을 크게 하회하는 임피던스를 얻을 수 있었다. (도 5d 참조)

쓰루홀(130)을 형성하는 드릴링 공정을 마친 다음에는 실크스크린인쇄 기법으로 베이스기판(110)의 하면에 연결패턴(160)을 형성한다. 이때 쓰루홀(130)에 실버페이스트(silver paste)를 미리 충진하는 홀메움 공정을 진행한 후에 베이스기판(110)의 하면에 실버페이스트를 인쇄하는 것이 바람직하다.

그러나 홀메움 공정의 순서가 이에 한정되는 것은 아니므로 실버페이스트를 인쇄한 후에 쓰루홀(130)에 대한 홀메움 공정을 진행할 수도 있다.

본 발명의 실시예에서는 Ag함량이 78~82중량% 이고, 판형조직의 입자를 가지는 액상의 실버페이스트를 사용한다. 입자가 판형조직인 실버페이스트를 사용하는 것이 저항값을 낮추는데 훨씬 유리한 것으로 나타났는데, 이것은 판형입자가 서로 간의 접촉면적이 넓어서 보다 우수한 전기전도성을 갖기 때문인 것으로 분석된다. (도 5e 참조)

이상의 과정을 거침으로써 루프패턴(120)의 내측종단은 연결패턴(160)을 통해 제2단자부(122)와 전기적으로 연결된 상태가 된다. 이후에는 전해니켈도금을 통해 커버필름(150)의 외부로 노출된 각 단자부(121,122)의 표면을 도금한다. 전해니켈도금에 이어서 전해금도금을 추가로 실시할 수도 있다.

이렇게 제작된 루프안테나(100)는 노이즈 방지용 페라이트 시트를 부착한 후에 최종 제품으로 완성되며, 이 상태에서 휴대폰 등의 기기 내부에 탑재된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않고 다양한 형태로 변형 또는 수정되어 실시될 수 있다. 그러나 이와 같이 변형 또는 수정된 실시예가 후술하는 특허청구범위에 포함된 본 발명의 기술적 사상을 포함한다면 본 발명의 권리범위에 속함은 당연하다 할 것이다.

도 1은 종래 루프안테나를 나타낸 도면

도 2a 및 도 2b는 각각 종래 루프안테나의 A-A', B-B'선에 따른 단면도

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 루프안테나를 나타낸 도면

도 4a 및 도 4b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 루프안테나의 A-A', B-B'선에 따른 단면도

도 5a 내지 도 5e는 본 발명의 실시예에 따른 루프안테나의 제조공정도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

100: 루프안테나 110: 베이스기판

120: 루프패턴 121, 122: 제1, 제2단자부

130: 쓰루홀 150: 커버필름

160: 연결패턴

Claims (7)

1. 베이스기판;

   상기 베이스기판의 일면에 형성되고 동박(copper film)으로 이루어진 루프패턴;

   상기 베이스기판의 상기 일면에 형성되고, 상기 루프패턴의 외측종단 및 내측종단과 각각 전기적으로 연결되고 동박으로 이루어진 제1단자부 및 제2단자부;

   상기 루프패턴과 상기 제1 및 제2 단자부를 보호하기 위하여 상기 베이스기판의 상기 일면에 부착된 커버필름;

   상기 베이스기판의 타면에 형성되고 실버페이스트(silver paste)로 이루어진 연결패턴;

   상기 루프패턴의 내측종단과 상기 연결패턴을 전기적으로 연결하기 위한 것으로서 내부에 실버페이스트가 충진된 제1쓰루홀(through hall);

   상기 연결패턴과 상기 제2단자부를 전기적으로 연결하기 위한 것으로서 내부에 실버페이스트가 충진된 제2쓰루홀;

   을 포함하는 루프안테나
2. 제1항에 있어서,

   상기 제1쓰루홀 및 제2쓰루홀은 각각 다수 개가 형성된 것을 특징으로 하는 루프안테나
3. 제1항에 있어서,

   상기 제1쓰루홀 및 제2쓰루홀은 각각 상기 베이스기판에서 상기 커버필름까지 관통하는 것을 특징으로 하는 루프안테나
4. 제1항에 있어서,

   상기 실버페이스트는 78~82중량%의 은(Ag)을 함유하고, 함유된 은의 입자조직이 판형인 것을 특징으로 하는 루프안테나
5. (a)베이스기판의 일면에 동박이 접착된 원자재를 준비하는 단계;

   (b)상기 동박을 가공하여 루프패턴과, 상기 루프패턴의 외측종단과 일체로 연결되는 제1단자부와, 상기 루프패턴의 내측종단과 연결하기 위한 제2단자부를 형성하는 단계;

   (c)상기 베이스기판의 일면에 상기 루프패턴, 상기 제1단자부 및 제2단자부를 보호하는 커버필름을 부착하는 단계;

   (d)상기 루프패턴의 내측종단에 대응하는 부분과 상기 제2단자부에 대응하는 부분 에 각각 적어도 하나의 쓰루홀을 형성하는 단계;

   (e)상기 베이스기판의 타면에 실버페이스트를 인쇄하여 연결패턴을 형성하여, 상기 루프패턴의 내측종단과 상기 제2단자부를 전기적으로 연결하는 단계;

   를 포함하는 루프 안테나의 제조방법
6. 제5항에 있어서,

   상기 (e)단계의 이전 또는 이후에 상기 쓰루홀의 내부에 실버페이스트를 충진하는 단계를 포함하는 루프 안테나의 제조방법
7. 제5항에 있어서,

   상기 (e)단계의 이후에는 상기 제1단자부 및 제2단자부에서 상기 커버필름의 외부로 노출된 부분에 전해니켈도금을 하는 단계를 포함하는 루프 안테나의 제조방법

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