KR20110050336A

KR20110050336A - 스티커형 안테나 및 그의 제조방법

Info

Publication number: KR20110050336A
Application number: KR1020100020217A
Authority: KR
Inventors: 김효순; 최원범
Original assignee: 김효순; 최원범
Priority date: 2010-03-08
Filing date: 2010-03-08
Publication date: 2011-05-13

Abstract

본 발명은 박형의 PET 원단 표면에 도전층을 인쇄하여 제조되며 접착수단이 부가됨으로써 필요한 곳에 접착하여 사용할 수 있는 스티커형 안테나에 관한 것이다. 그 구성은; 0.035 ~ 1.0mm의 두께를 가지는 PET원단 표면에 기저층이 인쇄 형성되고; 상기 기저층 위에 은을 포함하는 전도액을 5 ~ 10㎛의 두께가 되도록 인쇄함으로써 가교층이 인쇄 형성되며; 상기 가교층의 표면에 0.5 ~ 2㎛의 두께로 동도금에 의한 메인도전층이 형성되며; 상기 PET원단의 이면에는 상기 PET원단을 안테나가 필요한 목적 부품에 접착시킬 수 있도록 접착층이 형성되며; 상기 접착층의 표면에는 사용시 박리 제거되는 이형지가 가접착되는 것을 특징으로 하는 한다.

Description

스티커형 안테나 및 그의 제조방법{Sticker Antenna And The Method For Manufacturing The Same}

본 발명은 안테나에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 박형의 PET 원단 표면에 도전층을 인쇄하여 제조되며 접착수단이 부가됨으로써 필요한 곳에 접착하여 사용할 수 있는 스티커형 안테나 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

안테나는 무선통신에서 통신의 목적을 달성하기 위해 공간에 효율적으로 전파를 방사하거나, 또는 전파에 의해 효율적으로 기전력을 유기(誘起)시키기 위해 공중에 가설한 도선(導線)을 말한다. 안테나는 무선통신장비의 주파수 특성에 맞게끔 실로 다양한 형태로 설치되고 있다.

수직형안테나 또는 동축안테나는 거추장스러운 단점이 있어서, 근래 휴대폰, PMP, PDA, 네비게이션 등의 휴대용 단말기에 사용되는 안테나는 회로기판에 패턴형태로 구현되고 있다. PC 또는 PVC로 된 인쇄회로기판에 직접 안테나를 구현하기 불편한 문제를 해결하기 위해 국내 등록특허 제10-0845117호(이하, '종래기술'이라 함)는 안테나의 제조방법을 제안하고 있다. 종래기술에 의하면 역시 PC 또는 PVC 로 된 기판의 표면에 안테나패턴을 형성하는 방법이 개시되는데 기본적인 종래의 안테나 형태에서 크게 벗어나지 못하고 있다.

이에 따른 문제로는 인쇄회로기판의 크기 내지 두께를 감소시키는데 필연적으로 제한이 따랐다. 그러므로 단말기의 극소형화 추세에 호응하는데 한계가 있었다.

또한, 종래 3차원적 형상을 가지는 소자의 표면에 직접 안테나 패턴을 인쇄하는 방식에 의하면 다음과 같은 문제가 있게 된다. 즉 사출성형한 제품의 표면에 인쇄를 가하는 것이기 때문에 사출성형 제품 자체가 표면이 매끄럽지 못한 경우에는 안테나의 전극패턴 역시 매끄럽지 못하게 되는 문제가 있었다. 표면 거칠기의 편차가 0.5mm만 되어도 안테나의 성능에 큰 영향을 미치게 된다. 이러한 문제에 대하여 해당 소자의 표면을 매끄럽게 하기 위해 고광택 성형을 하는 것은 비경제적이다.

위와 같은 문제에 대한 본 발명의 목적은, 무선통신이 가능한 휴대형 단말기의 크기를 줄이거나 같은 용적으로 많은 용량 내지 기능을 탑재한 기기를 제공할 수 있도록 안테나 자체가 차지하는 용적을 최소화할 수 있는 안테나 내지 그의 제조방법을 제공하는 것에 있다.

또한, 입체적 형상을 갖는 소자의 표면에 안테나 전극패턴을 부여하기 위한 바람직하고 효율적인 방안을 제시하는 것을 본 발명의 다른 목적으로 한다.

위와 같은 목적은, 0.035 ~ 1.0mm의 두께를 가지는 PET원단 표면에 기저층이 인쇄 형성되고; 상기 기저층 위에 은을 포함하는 전도액을 5 ~ 10㎛의 두께가 되도록 인쇄함으로써 가교층이 인쇄 형성되며; 상기 가교(假橋)층의 표면에 0.5 ~ 2㎛의 두께로 동도금에 의한 메인(main)도전층이 형성되며; 상기 PET원단의 이면에는 상기 PET원단을 안테나가 필요한 목적 부품에 접착시킬 수 있도록 접착층이 형성되며; 상기 접착층의 표면에는 사용시 박리 제거되는 이형지가 가접착되는 것을 특징으로 하는 스티커형 안테나에 의해 달성된다.

본 발명의 다른 목적은, 안테나패턴이 가공되는 제1 PET원단 및 이형지로서의 제2 PET원단이 가접착됨으로써 박리가 가능하게 되는 PET합지를 준비하는 제1공정; 상기 제1 PET원단의 표면에 안테나패턴을 포함하는 넓이로 두께가 5 ~ 13㎛가 되도록 유성잉크로써 인쇄를 가함으로써 복수개의 기저층을 형성하는 제2공정; 상기 기저층을 열풍을 이용하여 건조하는 제3공정; 상기 기저층의 표면에 유성잉크가 30 ~ 40중량%, 300 ~ 450메시(mesh)의 입경을 갖는 은분말이 60 ~ 70 중량% 혼합되어 있는 전도액을 두께가 5 ~ 10㎛가 되도록 인쇄함으로써 가교층을 형성하는 제4공정; 상기 가교층을 열풍을 이용하여 건조하는 제5공정; 도금전처리공정으로서 이물질제거와 밀착력 개선을 위하여 초음파 내지 약품을 이용하여 탈지를 행하는 제6공정; 상기 가교층 표면에 0.5 ~ 2㎛의 두께로 동도금을 하여 메인도전층을 형성하는 제7공정; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 스티커형 안테나의 제조방법에 의해 달성된다.

본 발명의 특징에 의하면, 상기 제7공정 이후에 상기 메인도전층 표면에 0.2 ~ 1㎛의 두께로 금, 니켈 또는 크롬으로 도금을 가함으로써 금속피막층을 형성하는 제8공정을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 제7공정 이후에 상기 외부회로와의 전기적 접속이 이루어지는 단자부를 제외하고 비전도성 잉크로써 인쇄하는 제9공정을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 제7공정 이후에 상기 외부회로와의 전기적 접속이 이루어지는 단자부를 제외하고 비전도성 잉크로써 인쇄하는 제9공정; 상기 단자부에 0.2 ~ 1㎛의 두께로 금, 니켈 또는 크롬으로 도금을 가함으로써 단자보강층을 형성하는 제10공정을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 제7공정 이후에 상기 제1 PET원단의 안테나가 형성된 부분만을 상기 제2 PET원단으로부터 각각 박리해낼 수 있도록 상기 제1 PET원단만을 커팅하는 커팅공정을 더 포함할 수 있다.

위와 같은 구성에 의하면, 플렉시블한 필름 위에 안테나 패턴이 형성되게 된다. 즉, 얇은 필름 형태의 안테나가 제공되는 것이며, 이에 따라 소형 단말기에 적용하기가 용이해진다. 안테나가 차지하는 부피가 작기 때문에 기기를 소형화할 수 있거나 같은 용적으로 더욱 많은 기능을 탑재시킬 수 있게 된다.

본 발명의 다른 구성에 의하면 스티커 형태로 되어 있어 필요한 장소에 쉽게 접부착시킬 수 있게 된다. 이에 의하면 소정의 소자 표면에 안테나를 형성함에 의해서도 그 안테나는 표면이 매끄러운 PET 소재 위에 형성되는 것이 되어 항상 일정한 정도의 저항치를 가질 수 있게 된다. 이는 소비자가 요구하는 안테나의 성능을 정확하게 유지시킬 수 있게 하는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 안테나의 층단면도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 의한 안테나의 형태 및 사용예를 시하는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 안테나의 제조공정을 단계별로 도시하는 층단면도이며, 도 4는 블록도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 안테나의 사용형태를 예시하는 도면이다.

이하, 명세서에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 내용을 더욱 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 안테나의 층단면도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 의한 안테나의 형태 및 사용예를 시하는 사시도이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 안테나의 제조공정을 단계별로 도시하는 층단면도이며, 도 4는 블록도이다. 도 5는 본 발명의 실시예에 의한 안테나의 사용형태를 예시하는 도면이다.

0.035 ~ 1.0mm의 두께를 가지는 PET(Polyethylene Terephthalate)원단(1)의 표면에 기저층(3)이 인쇄 형성된다.

기저층(3) 위에 은(銀)을 포함하는 전도액을 5 ~ 10㎛의 두께가 되도록 인쇄함으로써 가교층(5)이 인쇄 형성된다. 가교층(5)의 표면에 0.5 ~ 2㎛의 두께로 동도금에 의한 메인(main)도전층(7)이 형성된다. 가교(假橋)층(5)은 전도성의 향상에 기여하며 후술되는 메인도전층(7이 기저층(3) 표면에 안정적으로 접착된 상태를 유지하도록 하기 위한 것이다. 가교층(5)은 30 ~ 40중량%의 유성잉크와, 60 ~ 70 중량% 의 은(銀)분말이 혼합된 전도액을 인쇄함으로써 형성된다. 은분말의 입경은 300 ~ 450메시(mesh)가 적당하다.

기저층(3)은 가교층(5)과 PET원단(1)의 접착력을 공고히 하기 위한 매개체이며, 가교층(5)은 기저층(3)과 메인도전층(7)의 접착력을 공고히 하기 위한 매개체로서 기능한다. 이에 의해 이질적인 소재, 즉 PET와 금속이 양호한 접착력으로써 일체를 이루게 된다.

PET원단(1)의 이면에는 도 5에 도시된 바와 같이 PET원단(1)을 안테나가 필요한 목적 부품에 접착시킬 수 있도록 접착층(9)이 형성된다. 접착층(9)의 표면에는 사용시 박리 제거되는 이형지(11)가 가접착된다. 이형지(11) 역시 PET 재질일 수 있다.

접착층(9)과 이형지(11)는 통상의 양면접착테이프를 접착함에 의해서도 형성될 수 있다. 그리고 사용자측에서 사용시 필요에 따라 접착층(9)과 이형지(11)를 부여할 수도 있다. 그러므로 본 발명에 있어서, 이 접착층(9)과 이형지(11)는 선택적 사항이 된다.

때에 따라서 메인도전층(7)의 표면에 0.2 ~ 1㎛의 두께로 금, 니켈 또는 크롬중 어느 하나로 도금을 가함으로써 금속피막층(13)이 더 형성될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 외부회로와의 전기적 접속이 이루어지는 단자부(15)를 제외하고 비전도성 잉크로 인쇄함으로써 보호층(17)이 더 형성될 수 있다. 이 보호층(17)은 메인도전층(7) 내지 금속피막층(13)의 스크래치가 발생하는 것을 억제하기 위한 것이며 선택적 사항이다. 보호층(17)은 접착제가 도포된 박리가능한 필름의 형태로 제공될 수도 있다.

또한 단자부(15)에 0.2 ~ 1㎛의 두께로 금, 니켈 또는 크롬으로 도금을 가함으로써 단자보강층(19)이 더 형성될 수 있다. 요망하는 저항치 또는 사용환경에 따라 금, 니켈 또는 크롬을 선택할 수 있는 것이다.

도 2에 의하면 단위 크기로 재단된 PET원단(1)에 안테나패턴(P)이 복수개로 형성될 수 있다. 각 안테나패턴(P)은 개별적으로 박리되어 이형지(11)로부터 분리될 수 있다. 이를 위해 일반 스티커제품처럼 하나의 안테나패턴(P)마다 개별적으로 커팅이 이루어질 수 있다. 사용자는 필요에 따라 도시된 것처럼 안테나패턴이 새겨진 PET원단(1)을 이형지(11)로부터 박리하여 사용할 수 있다.

이하 위에 언급된 스티커형 안테나의 제조방법을 도 3과 도 4를 참조하여 공정별로 설명한다.

<제1공정>- PET원단 준비

제1공정(S1)에서는 안테나패턴이 가공되는 제1 PET원단(1a) 및 도 1의 이형지(11)에 대응되는 제2 PET원단(1b)이 접착층(9)의 표면에 가접착됨으로써 박리가 가능하게 되는 PET합지(1')를 준비한다(도 3(a) 참조). PET합지(1')는 롤형태로 제공되는데 본 공정에서는 롤형태로 제공되는 PET합지(1')를 단위 크기로 재단 세척 및 건조하는 세부공정을 포함한다. 제1 PET원단(1a)의 이면에는 접착층(9)이 형성되어 있다.

사용자는 필요에 따라 사용시 제2 PET원단(1b)을 분리하거나 아니면 PET합지(1')를 그대로 사용할 수도 있다. PET합지(1')의 두께는 0.035 ~ 1mm일 수 있으며, 대개의 경우 제1 PET원단(1a)의 두께가 제2 PET원단(1b)의 두께보다 얇다.

때에 따라 본 공정에 대체하여 1장으로 된 PET원단(1, 도 1 참조)을 이용하여 후술되는 각 안테나패턴을 형성한후 그의 배면에 양면테이프를 접착하여 사용할 수도 있다.

<제2공정> - 기저층 형성

제2공정(S2)에서는 제1 PET원단(1a)의 표면에 안테나패턴을 포함하는 넓이로 두께가 5 ~ 13㎛가 되도록 유성잉크로 인쇄를 가함으로써 복수개의 기저층(3, base layer)을 형성한다(도 3(b) 참조). 안테나패턴의 형태는 상동일 수도 있고 몇 가지가 조합된 형태일 수도 있다. 안테나패턴은 주문자의 요구에 따라 결정되므로 본 발명의 권리범위와는 관계가 없다.

인쇄방식은 실크인쇄, 옵셋인쇄, 그라비아인쇄 등 어떠한 방법이 사용되어도 무방하다. 다만 실크인쇄가 인쇄품질과 경제성을 고려하여 무난한 것으로 생각된다. 본 발명자는 250 ~ 300메시(mesh)의 실크망사를 이용하여 실시한다. 인쇄와 관련해서는 이하 설명되는 각 인쇄공정에도 마찬가지이다.

<제3공정> - 건조

제3공정(S3)에서는 인쇄된 기저층(3)을 50 ~ 80℃의 열풍을 10 ~ 30분 가량 공급함으로써 건조한다. 열풍건조는 추천사항이지 필수사항은 아니므로 자연건조 또는 UV(자외선)건조도 가능함은 물론이다.

<제4공정> - 가교층 형성

제4공정(S4)에서는 유성잉크가 30 ~ 40중량%, 300 ~ 450메시(mesh)의 입경을 갖는 은분말이 60 ~ 70 중량% 혼합되어 있는 전도액을 두께가 5 ~ 10㎛가 되도록 기저층(3)의 표면에 인쇄함으로써 가교층(5)을 형성한다(도 3(c) 참조). 가교층(5)은 기저층(3)과 후술되는 메인도전층(7, 또는 금속피막층(13)) 간의 접착력을 높이고 전도율을 향상시키기 위한 것이다.

<제5공정> - 건조

제5공정(S5)에서는 가교층(5)을 열풍을 이용하여 건조한다. 열풍의 온도와 시간은 위에 언급된 제3공정과 유사하다.

<제6공정> - 탈지

제6공정(S6)은 도금의 전처리공정으로서 이물질제거와 밀착력 개선을 위하여 초음파 및/또는 약품을 이용하여 탈지를 행하게 된다. 수세 내지 후건조는 탈지공정에 포함된다.

<제7공정> - 메인도전층 형성

제7공정(S7)은 가교층(5) 표면에 0.5 ~ 2㎛의 두께로 전해 동도금을 하여 메인도전층(7)을 형성한다(도 3(d) 참조).

<제8공정> - 금속피막층 형성

제7공정(S7) 이후에 선택적으로 메인도전층(7) 표면에 0.2 ~ 1㎛의 두께로 금, 니켈 또는 크롬으로 도금을 가함으로써 금속피막층(13)을 형성하는 제8공정(S8)을 더 포함할 수 있다(도 3(e) 참조). 니켈이나 크롬은 동(銅)의 산화와 부식을 방지하며, 내식성 및 내화학성을 향상시키며, 특유한 광택에 의해 안테나패턴의 외관 향상에 기여할 수 있다. 금으로 도금하는 경우 그 효과가 더 클 수 있지만 비용상승의 반대급부가 따른다. 금으로 도금하는 경우에는 0.5 ~ 0.8㎛의 두께로 도금되도록 하는 것이 경제적이다.

<제9공정> - 보호층 형성

상기 제7공정(S7) 이후에 외부회로와의 전기적 접속이 이루어지는 단자부(15)를 제외하고 비전도성 잉크로써 인쇄하여 보호층(17)을 형성하는 제9공정(S9)을 더 포함할 수 있다(도 3(f) 참조). 보호층(17)은 스크래치 또는 충격에 대해 안테나패턴을 보호하기 위한 것이며, 단자부(17)를 제외한 제1 PET원단(1a)의 전면에 걸쳐 가해질 수 있다.

<제10공정>- 단자보강층 형성

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 제9공정(S9) 이후에 단자부(15)에 0.2 ~ 1㎛의 두께로 금, 니켈 또는 크롬중 어느 하나로 도금을 가함으로써 단자보강층(19)을 형성하는 제10공정(S10)을 더 포함할 수 있다(도 3(g) 참조). 단자부(15)에는 외부회로의 말단이 납땜 또는 밀착접촉의 방식으로 접속된다.

<제11공정> - 커팅

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 제7공정(S7) 이후에 상기 제1 PET원단의 안테나가 형성된 부분만을 상기 제2 PET원단으로부터 각각 박리해낼 수 있도록 상기 제1 PET원단(1a)만을 커팅하는 제11공정(S11)을 더 포함할 수 있다. 커팅은 일명 도무송이라고도 불리는 톰슨칼날을 이용할 수 있다. 이로써 각 안테나패턴의 주위를 따라서는 절개선(21, 도 2 참조)이 형성되게 된다. 참고로 전해도금을 위해서는 각 안테나패턴(P)은 전기적으로 서로 연결되어야 하는데 이 연결다리(bridge)는 안테나 자체와는 관계가 없는 관계로 도 2에서는 생략되었다. 연결다리는 안테나패턴과 동일 방법으로 그와 동시에 형성될 것임이 자명하다.

아무튼 본 발명의 실시예에 의하면 일반적인 스티커를 이용할 때와 마찬가지로 도 2에 도시된 것처럼 개개의 안테나패턴(P)이 형성된 제1 PET원단(1a)을 제2 PET원단(1b)으로부터 박리하게 제거할 수 있다. 또한 분리된 제1 PET원단(1a)의 이면에는 접착층(9)이 부여되어 있으므로 이 접착층(9)을 이용하여, 도 5에 도시된 것과 같이 소정 부품(F)의 표면중 원하는 지점에 안테나를 접착시킬 수 있게 된다. 개략적으로 도시된 부품(F)은 휴대폰에 삽입되는 사출성형품이다. 이에 의하면 해당 부품(F)이 어떠한 형상이라도 손쉽게 안테나를 부착시킬 수 있음을 알 수 있다.

위에 설명된 가교층(5), 메인도전층(7), 금속피막층(13)은 너무 얇으면 전도성에 문제가 있을 것이고, 너무 두꺼우면 가요성 내지 부착성에 문제가 있을 것이다. 그러므로 가교층(5), 메인도전층(7), 금속피막층(13)의 각 두께는 구체적인 실시상황에 따라 위에 개시된 범위에서 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 변경 내지 조정이 가능하다.

1 ; PET원단 1' ; PET 합지
3 ; 기저층 5 ; 가교층
7 ; 메인도전층 9 ; 접착층
11 ; 이형지 13 ; 금속피막층
15 ; 단자부 17 ; 보호층
19 ; 단자보강층
P ; 안테나패턴 F ; 부품

Claims

0.035 ~ 1.0mm의 두께를 가지는 PET원단 표면에 기저층이 인쇄 형성되고; 상기 기저층 위에 은(銀)을 포함하는 전도액을 5 ~ 10㎛의 두께가 되도록 인쇄함으로써 가교층이 인쇄 형성되며; 상기 가교층의 표면에 0.5 ~ 2㎛의 두께로 동도금에 의한 메인(main)도전층이 형성되며; 상기 PET원단의 이면에는 상기 PET원단을 안테나가 필요한 목적 부품에 접착시킬 수 있도록 접착층이 형성되며; 상기 접착층의 표면에는 사용시 박리되는 이형지가 가접착되며; 상기 메인도전층(7)의 표면에 0.2 ~ 1㎛의 두께로 금, 니켈 또는 크롬중 어느 하나로 도금을 가함으로써 금속피막층(13)이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 스티커형 안테나.
표면에 안테나패턴이 가공되며 이면에 접착층(9)이 부여되는 제1 PET원단(1a) 및 이형지로서의 제2 PET원단(1b)이 상기 접착층(9)의 표면에 가접착됨으로써 박리가 가능하게 되는 PET합지(1')를 준비하는 제1공정(S1); 상기 제1 PET원단(1a)의 표면에 안테나패턴대로 두께가 5 ~ 13㎛가 되도록 유성잉크로써 인쇄를 가함으로써 기저층(3)을 형성하는 제2공정(S2); 상기 기저층(3)을 건조하는 제3공정(S3); 상기 기저층(3)의 표면에 유성잉크가 30 ~ 40중량%, 300 ~ 450메시(mesh)의 입경을 갖는 은분말이 60 ~ 70 중량% 혼합되어 있는 전도액을 두께가 5 ~ 10㎛가 되도록 인쇄함으로써 가교층(5)을 형성하는 제4공정(S4); 상기 가교층(5)을 건조하는 제5공정(S5); 도금의 전처리공정으로서 이물질제거와 밀착력 개선을 위하여 탈지를 행하는 제6공정(S6); 상기 가교층(5) 표면에 0.5 ~ 2㎛의 두께로 동도금을 하여 메인도전층(7)을 형성하는 제7공정(S7); 상기 제7공정(S7) 이후에 상기 메인도전층(7) 표면에 0.5 ~ 1㎛의 두께로 금, 니켈 또는 크롬중 어느 하나로 도금을 가함으로써 금속피막층(13)을 형성하는 제8공정(S8); 단자부(15)를 제외하고 비전도성 잉크로써 인쇄하여 보호층(17)을 형성하는 제9공정(S9)을 포함하는 것을 특징으로 하는 스티커형 안테나의 제조방법.