KR20140110175A - 인쇄 전자 기술을 이용하여 전자파 흡수체에 직접 인쇄한 nfc 루프 안테나 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자성시트를 포함하는 전자파 흡수층, 상기 전자파 흡수층을 둘러싸고 코팅하는 보호층, 상기 보호층상에 미리 정한 패턴을 따라 도전성 페이스트 조성물의 프린팅 방법에 의해 형성되는 패턴화된 안테나 배선층, 상기 패턴화된 배선층상에 형성된 무전해 금속 도금층 및 상기 배선층 및 무전해 금속 도금층으로 이루어진 배선의 전기전도도를 향상시키기 위해, 상기 무전해 금속 도금층상에 추가로 형성된 금속 도금층을 포함하는 안테나 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

Description

인쇄 전자 기술을 이용하여 전자파 흡수체에 직접 인쇄한 NFC 루프 안테나 및 이의 제조방법 {NFC LOOP ANTENNA PRINTED ON ELECTROMAGNETIC WAVE ABSORBER USING PRINTED ELECTRONICS TECHNOLOGY AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 인쇄 전자 기술을 이용하여 전자파 흡수체에 직접 인쇄한 NFC 루프 안테나 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전자파 흡수체로 이루어진 자성시트를 포함하는 전자파 흡수층을 보호층으로 코팅하고 상기 보호층 상에 도전성 페이스트 회로 패턴 및 금속 도금층을 포함하는 NFC 루프 안테나 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

최근 이동 단말기는 본래의 고유기능인 통신기능이외의 댜앙한 기능을 부가하고 있으며, 대표적인 예로서 비접촉식으로 이루어지는 교통카드, 전자결제, 신원확인용 등으로 응용할 수 있는 NFC 기능을 부가하고 있다.

상기 NFC(Near Field Communication)는 약 10 센티미터(cm) 이내의 거리에서 데이터 통신하는 근거리 무선통신 기술이고 전력소모가 작으며 비접촉식 알에프아이디(RFID) 기술과 호환되며, 13.56 MHz 대역의 무선신호를 사용하므로 이동 단말기내에 안테나를 구비하여야 하며, 안테나는 루프 안테나 패턴을 사용하는 것이 일반적이다.

상기 NFC 루프 안테나는 FPCB상에 안테나 배선을 형성하고 상기 안테나 배선을 포함하는 FPCB를 자성시트와 라미네이팅하여 구성될 수 있다.

상기 NFC 루프 안테나를 제작하는 일반적인 방법으로서 에칭법 및 도전성 페이스트를 이용한 방법 등이 있다. 상기 에칭법은 고분자 수지의 절연성 소재에, 도체인 동박을 캐스팅, 라미네이팅, 스퍼터링 방법을 통하여 적층판을 제조하고, 여기에 포토리소그래피 공법을 적용하여 동박중에 불필요한 부분을 약품으로 용해 제거하여 필요한 도체 패턴만을 남김으로써 인쇄회로기판을 제조하는 방법이다. 이와 같은 에칭법은 양산성이 우수하여 널리 사용되고 있으나, 에칭법은 여러 개의 공정으로 이루어져 있기 때문에 시설설비가 많이 요구되며, 공정수도 많아 생산원가가 높아진다는 문제점이 있다. 또한, 상기 에칭법은 인체에 해로운 에칭용액을 사용하기 때문에 이들 에칭용액을 수거하여 처리해야함으로써, 환경 친화적이지 못한 단점이 있고, 또한 에칭공정에 사용되는 포토레지스트의 가격이 높고, 구리층을 식각하여 제거함으로써 재료의 로스가 많은 문제점이 있다.

따라서 상기와 같은 에칭법의 문제점을 해결하기 위해 회로 패턴(Circuit Pattern) 소재인 동박(Copper Clad)을 도전성 잉크/페이스트(Conductive Ink/Paste)로 대체하여 저렴한 인쇄회로기판(PCB)을 제작하는 기술이 에칭법을 대체하고 있다.

상기 도전성 잉크는 통상적으로 수~수십 나노미터 직경의 금속 입자를 용매에 분산시킨 소재로, 도전성 잉크를 기판에 인쇄하고, 소정의 온도에서 열을 가하면, 분산제 등의 유기 첨가물이 휘발되고, 금속 입자 사이의 공극이 수축 및 소결(Sintering)되어 전기 및 기계적으로 서로 연결된 도체가 형성된다. 또한 상기 도전성 페이스트는 통상적으로 수백~수천 나노미터 직경의 금속 입자를 접착성이 있는 수지(Resin)에 분산시킨 소재로, 도전성 페이스트를 기판에 인쇄하고, 소정의 온도에서 열을 가하면, 수지가 경화(Curing)되고, 금속 입자 사이의 전기 및 기계적 접촉이 고정되어 서로 연결된 도체가 형성될 수 있다.

그러나 상술한 도전성 페이스트 등을 구비한 인쇄회로기판의 경우, 기존의 일반적인 페이스트들은 기판과의 접착력 강도를 향상시키기 위하여 바인더성분을 포함하고 있어, 이에 의한 전도성의 감소가 곧 저항수치의 증가로 이어질 수 있다.

또한 전도성 물질의 입자크기가 마이크로급(3-10um)으로 큰 경우, 상기 페이스트는 입자사이의 바인더 양이 더 많아지게 됨으로서 저항의 수치를 더 높게 유발시킬 수 있다.

상기 문제를 해결할 수 있는 방안으로서, 상기 도전성 페이스트의 배선층상에 전해도금(electroplating)에 의한 금속층을 20 - 30um 형성하여 전도성을 증가시키는 방법이 제시되고 있다.

상기 도전성 페이스트 배선층상에 전해도금을 통해 금속층을 형성하는 종래기술로서, 공개특허공보 제10-2010-0064494호에서는 기판에 도전성 입자를 포함하는 페이스트 조성물로 패턴을 인쇄하고, 상기 기판을 전해도금하는 단계를 포함하는 직접 인쇄방법에 관해 기재되어 있고, 또한 공개특허공보 10-2010-0013033호에서는 기판에 도전성 페이스트 등을 인쇄하여 배선을 형성하고 이의 상부에 용융점이 높은 금속을 전해도금하여 주도금 층(Primary Plating Layer)을 형성하는 방법을 포함하는 인쇄회로 기판의 제조에 관한 방법이 기재되어 있다.

그러나, 상기 도전성 페이스트상에 전해도금을 통한 금속층을 형성함으로써 상기 도전성 페이스트층을 포함하는 배선층의 전기 전도도를 향상시키는 방법은 전해 도금의 진행시 도전성 페이스트의 저항이 큼으로 인해 도금이 제대로 되지 않거나 저항의 편차에 의해 도금두께도 크게 편차가 발생되어 진다.

예를 들어, 기판상에 무선통신기기 안테나를 제조하는 방식에 상기 도전성 페이스트를 이용하여 배선을 형성하는 것을 적용하는 경우를 살펴보면, 상기 안테나를 형성하기 위한 배선은 배선폭에 대비하여 배선의 길이가 매우 긴 형태로 배선을 형성해야 하나, 이를 전해도금을 이용하여 배선을 형성하는 경우 안테나 배선의 양측 단부사이의 배선상에 형성되는 도금층은 형성되는 도금층의 두께의 균일성이 떨어지는 단점을 가질 수 있다.

이를 도 1a) 및 1b)를 참조하여 보다 구체적으로 살펴보면, 도 1a)는 종래기술로서 유연 기판상에 도전성 페이스트(Ag 페이스트)를 패턴 인쇄하고 이에 전해도금층을 형성하여 양단에 전극을 가지는 안테나 배선을 구현한 것으로, 일 예로써, 회로폭 1 mm, 길이 750 mm의 구조를 가지고 있는 인쇄회로 기판을 보여주고 있다. 이 경우 상기 Ag 페이스트를 인쇄하여 형성된 배선으로 이루어지는 상기 안테나의 양단에 걸리는 저항은 160 옴(Ω)정도의 큰 저항을 나타냄으로써, 이후에 전해도금을 하는 경우에 배선의 균일성이 떨어지는 하나의 원인으로 작용할 수 있다.

즉, 전해 도금시 배선의 시작점은 전극에 가깝게 위치하고 있으며, 금속의 환원반응이 잘 일어나게 되어 상기 도전성 페이스트층 상에 도금층이 원활하게 형성될 수 있으나, 페이스트층을 포함하는 배선층이 시작점에서부터 멀어질수록 페이스트의 전기전도도가 금속에 비해 좋지 않으며, 도전성 페이스트의 길이에 따른 저항의 존재로 인해 금속이온의 환원반응의 효율이 떨어지게 된다. 따라서 배선이 전극의 시작점에서 멀어질수록 형성되는 도금층의 두께는 얇아질 수 있고, 심지어는 배선이 불연속적으로 도금이 형성될 수도 있다.

이를 상기 도 1a)에 게재된 인쇄회로기판에서 살펴보면, 도 1a)의 배선층의 타원내에 형성된 4개의 배선라인을 포함하는 페이스트 층을 전해도금하는 경우에, 도 1b)에서 보는 바와 같이, 전극에서 가까운 오른편쪽의 전해도금된 도금층의 두께가 34um를 보이는 반면에 오른편에서 두 번째 배선은 25um, 세 번째 배선은 16um, 왼쪽의 도금두께는 13 um를 나타냄으로써 배선의 길이에 따른 전해도금층의 두께가 불균일한 것을 보여주고 있다

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 도금층의 두께를 두껍게 하게 되면, 최종적으로 제조되는 회로기판의 두께가 두꺼워지는 단점을 가지며 또한 높은 두께로 인한 인쇄시 불량발생 원인을 제공하기도 한다.

또한, 상기 도금층의 두께를 두껍게 하기 위해 전해도금시 도금량을 증가시키게 되는 경우에, 배선층의 상단부분만이 도금되지 않고 배선층의 측면부에도 도금이 될 수 있어, 배선 라인간의 폭(피치폭)을 좁게 형성할 수 없는 단점이 있다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 일반적인 실버페이스트(입자크기3~5um)보다 저항이 적고 값비싼 나노급의 페이스트(입자크기 50nm)를 사용하여 패턴을 형성할 수 있으나, 이 경우에 원재료의 부담이 높아져 가격적인 면에서 기존의 제품들보다 크게 유리한 점이 없으며, 또한 나노급의 페이스트를 사용하더라도 인쇄회로 기판상에 도전성 페이스트 등을 이용하여 형성되는 배선의 전기전도도를 향상시키는 것이 요구되고 있다.

한편, 위와 같은 방식으로 제조된 안테나 배선층을 포함하는 기판과 자성시트를 라미네이팅 공정을 통하여 제조하였을 경우, 라미네이트 공정의 특성상 안테나를 포함하는 기판이 일정 두께를 가져야만 하므로, 안테나 배선층과 자성시트를 포함하는 전체적인 총 두께를 특정범위이하(예컨대, 175 ㎛ 이하)의 두께로 제조할 수 없는 문제점이 있다. 그러나, 예를 들어 스마트폰에 적용되는 NFC 안테나의 경우 배터리 또는 뒷면 케이스에 적용되어야 하는데, 최근 스마트폰의 두께는 경량화, 소형화의 추세이며, 전체적인 두께를 줄이기 위해서는 NFC 안테나의 두께를 줄이는 것에 대한 요구가 많아지고 있다.

또한, 인쇄회로기판의 소재나 재질을 변경함으로써 얇은 두께를 가지며 전파 흡수율의 높은 안테나를 구현하기 위한 다양한 노력에도 불구하고, 아직까지도 전파 흡수율이 우수하며, 슬림화에도 부응할 수 있는 향상된 특성을 갖는 NFC 안테나에 관한 연구개발의 필요성은 지속적으로 요구되고 있는 실정이다.

공개특허공보 제10-2010-0064494호(2010.06.15) 공개특허공보 제10-2010-0013033호(2010.02.09)

따라서 상기 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 상기 도전성 페이스트의 직접 인쇄 방식에 의한 NFC 안테나로서, 전파 흡수율이 우수하며 슬림화된 NFC 안테나 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 상기 도전성 페이스트의 직접 인쇄 방식에 의한 패턴 형성시 배선층의 두께를 얇게 하면서도 전도성을 향상된 NFC 안테나 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 또 다른 발명의 목적으로 한다.

본 발명은 자성시트를 포함하는 전자파 흡수층, 상기 전자파 흡수층을 둘러싸고 코팅하는 보호층, 상기 보호층상에 미리 정한 패턴을 따라 도전성 페이스트 조성물의 프린팅 방법에 의해 형성되는 패턴화된 안테나 배선층, 상기 패턴화된 배선층상에 형성된 무전해 금속 도금층 및 상기 배선층 및 무전해 금속 도금층으로 이루어진 배선의 전기전도도를 향상시키기 위해, 상기 무전해 금속 도금층상에 추가로 형성된 금속 도금층을 포함하는 안테나를 제공한다.

일 실시예로서, 상기 자성시트는 금속계 자성분말, 산화물계 자성분말, 또는 이들의 혼합물에서 선택되는 전자파 흡수용 자성분말 50 내지 95 중량부와, 바인더로서 합성고무, 천연고무 또는 이들의 혼합물 5 내지 50 중량부로 이루어질 수 있고, 보다 바람직하게는 상기 자성시트는 전자파 흡수용 자성분말 70 내지 95 중량부와, 바인더 5 내지 30 중량부를 포함하며, 추가 성분으로서 열안정제, 가소제 및 활제에서 선택되는 어느 하나 이상을 상기 바인더와 자성분말의 혼합물 100 중량부에 대하여 각각 1 내지 10 중량부로서 포함할 수 있다.

일 실시예로서, 상기 보호층은 폴리뷰틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리술폰, 폴리에테르, 폴리에테르이미드, 아크릴 수지, 내열성 에폭시(Epoxy), 초산비닐수지(EVA), 부틸 고무수지, 유리, 실리콘, 폴리아릴레이트 및 폴리이미드 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.

일 실시예로서, 상기 도전성 페이스트 조성물은 전도성 Ag 페이스트, 전도성 Cu 페이스트, 전도성 폴리머, 그라비아용 페이스트 중에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 혼합물이며, 상기 도전성 페이스트 조성물의 입자크기는 10 nm 내지 10 um의 범위일 수 있다.

일 실시예로서, 상기 배선층상에 형성된 무전해 금속 도금층의 두께는 1 um 내지 10 um 이며, 무전해 금속 도금에 사용되는 금속은 Cu, Sn, Ag, Au, Ni 또는 이들의 합금에서 선택되는 어느 하나이고, 상기 무전해 금속 도금층상에 추가로 형성되는 금속 도금층은 전해 금속 도금층 또는 무전해 금속 도금층일 수 있다.

일 실시예로서, 상기 안테나는 NFC용 루프 안테나로서 사용될 수 있다.

또한 본 발명은 자성시트를 포함하는 전자파 흡수층의 표면을 보호층으로 코팅하는 단계, 전도성 Ag 페이스트, 전도성 Cu 페이스트, 전도성 폴리머, 그라비아용 페이스트 중에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 혼합물을 포함하는 도전성 페이스트 조성물을 상기 보호층 표면에 미리 정한 패턴을 따라 인쇄하여 패턴화된 안테나 배선층을 형성하는 단계, 상기 배선층 상부에 전이금속을 무전해 도금하여 무전해 도금층을 형성하는 단계, 및 상기 무전해 도금층을 형성하는 단계이후에 상기 패턴화된 배선층 및 무전해 금속 도금층으로 이루어진 배선의 전기전도도를 향상하기 위해, 무전해 금속 도금층상에 금속 도금층을 추가로 형성하는 단계를 포함하는 안테나의 제조방법을 제공한다.

일 실시예로서, 상기 보호층으로 코팅하는 단계는 스프레이 분사, 그라비아 코팅, 핫프레스 공정에서 선택되는 어느 하나의 공정을 통해 이루어질 수 있다.

일 실시예로서, 상기 배선층상에 형성된 무전해 금속 도금층의 두께는 1 um 내지 10 um 이며, 무전해 금속 도금에 사용되는 금속은 Cu, Sn, Ag, Au, Ni 또는 이들의 합금에서 선택되는 어느 하나이고, 상기 무전해 금속 도금층상에 추가로 형성되는 금속 도금층은 전해 금속 도금층 또는 무전해 금속 도금층일 수 있다.

일 실시예로서, 상기 도전성 페이스트의 배선층을 형성하는 단계와 상기 패턴화된 배선층 상부에 전이금속을 무전해 도금하여 도금층을 형성하는 단계 사이에, 상기 배선층의 상부에 무전해 금속 도금층을 형성하기 위해 Au, Ag, Pt, Cu, Ni, Fe, Pd, Co 또는 이들의 합금에서 선택되는 어느 하나의 시드 금속층을 형성시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다.

본 발명은 또한 상기 본 발명에 의해 얻어지는 안테나를 포함하는 휴대용 단말기를 제공할 수 있다.

본 발명의 NFC 안테나는 자성시트의 표면을 코팅하고 있는 보호층상에 전도성 페이스트층을 직접 인쇄방식에 의해 형성하고 이에 무전해 도층금 및 금속도금층을 순차적으로 형성함으로써, 종래의 NFC 안테나에 비해 슬림화가 가능하며 또한 전파 흡수율이 우수한 장점이 있다.

또한 본 발명은 기존 방식에 비해 도전성 페이스트의 배선층 및 이에 무전해도금층을 형성함으로써 배선층의 두께를 얇게 하면서도 전도성이 향상된 안테나 배선을 제공할 수 있다.

본 발명에 의한 안테나는 향상된 전파 흡수율과 경량화 및 슬림화 특성을 가질 수 있어, 이동 단말기용으로 응용가능하다.

도 1a)는 종래 기술에 따른 연성 기판상에 도전성 페이스트(Ag 페이스트)를 패턴 인쇄하고 이에 전해도금층을 형성한 회로기판의 평면도이다.
도 1b)는 종래 기술에 따른 연성 기판상에 도전성 페이스트(Ag 페이스트)를 패턴 인쇄하고 이에 전해도금층을 형성한 회로기판의 전해도금층의 두께를 도시한 그림이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 NFC 안테나의 단면도를 나타낸 그림이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 NFC 안테나의 제조방법을 나타낸 순서도를 나타낸 그림이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 인쇄회로기판의 도전성 페이스트층상에 무전해 동도금을 형성하였을 때와, 상기 무전해 동도금층상에 전해 동도금을 형성하였을 때의 저항을 도시한 그림이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 본 발명의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.

본 발명에서 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 NFC 안테나의 단면도를 나타낸 그림이다.

상기 도 2에서 볼 수 있듯이, 본 발명에 따른 안테나는 자성시트를 포함하는 전자파 흡수층(14), 상기 전자파 흡수층을 둘러싸고 코팅하는 보호층(13), 상기 보호층상에 미리 정한 패턴을 따라 도전성 페이스트 조성물의 프린팅 방법에 의해 형성되는 패턴화된 안테나 배선층(12), 상기 패턴화된 배선층상에 형성된 무전해 금속 도금층(11) 및 상기 배선층 및 무전해 금속 도금층으로 이루어진 배선의 전기전도도를 향상시키기 위해, 상기 무전해 금속 도금층상에 추가로 형성된 금속 도금층(10)을 포함하여 이루어진다.

본 발명에서, 상기 전자파 흡수층(14)은 자성시트를 포함하여 이루어지며, 불필요한 전자파를 흡수하고 자계 노이즈를 제거, 반사파를 억제 할 뿐 아니라, 전파를 흡수 또는 반사하여 전자파가 안테나의 뒷면의 물체에 영향을 받지 않고 근거리 무선통신 안테나에 전자파를 잘 전달 될 수 있도록 한다.

여기서, 상기 자성시트는 평탄화된 판상입자를 갖는 전자파 흡수용 자성분말과 바인더를 혼합하여 압연롤러에 의한 압출방법으로 제조할 수 있다.

상기 자성시트를 포함하는 전자파 흡수층의 두께는 0.02 내지 1 mm의 범위를 가질 수 있으며, 더욱 바람직하게는 80um - 100 um 의 범위를 가질 수 있다.

상기 자성시트를 포함하는 전자파 흡수층의 두께가 0.02 mm 이하가 되면, 제조 원가가 적게 드는 장점이 있으나 전파 흡수 효율이 크게 감소하며, 상기 자성시트의 두께가 0.15 mm를 초과하면, 전파 흡수 효율은 더 증가하나 그 증가폭이 감소하며, 제품의 경량화에 역행하고 제조 원가가 상승하는 문제점이 있어 적절한 균형점을 찾는 것이 바람직하다.

상기 자성시트는 평탄화된 판상입자를 갖는 전파 흡수용 자성분말 50 내지 95 중량부와 바인더로서 합성고무, 천연고무 또는 이들의 혼합물 5 내지 50 중량부가 포함된 배합원료를 한 쌍의 압연롤러 사이에 압출시킴으로서 제조될 수 있다.

이때, 전파 흡수용 자성분말은 판상입자의 것을 사용함이 바람직하나, 필요에 따라 구형, 침상형, 사각형, 육각형 등의 다양한 형상입자의 것을 사용할 수도 있다.

상기 전파 흡수용 자성분말은 금속계 강자성분말, 산화물계 강자성분말, 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.

상기 금속계 자성분말로는 철이나 철을 포함하는 합금 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있으며, 철을 포함하는 합금은 Fe-Ni계, Fe-Co계, Fe-Cr계, Fe-Si계, Fe-Al계, Fe-Cr-Si계, Fe-Cr-Al계, Fe-Al-Si계, Fe-B-Si계, Co-Fe-Ni-Si-Fe-B계에서 선택되는 어느 하나를 사용할 수 있다.

또한 상기 산화물계 자성분말로는 페라이트를 사용하는 것이 효율 및 경제성 측면에서 바람직한데, ZnFe2O4, MnFe2O4, CoFe2O4, NiFe2O4, CuFe2O4, Fe3O4, Cu-Zn-페라이트, Mn-Zn-페라이트, Ni-Zn-페라이트를 기본 조성으로 하는 제1 페라이트로부터 선택되는 적어도 1종, 또는 Ba2Co2Fe12O22, Ba2Ni2Fe12O22, Ba2Zn2Fe12O22, Ba2Mn2Fe12O22, Ba2Mg2Fe12O22, Ba2Cu2Fe12O22, Ba3Co2Fe24O41을 기본 조성으로 하는 제2 페라이트로부터 선택된 적어도 1종, 또는 BaFe12O19, SrFe12O19 및 이들 BaFe12O19, SrFe12O19의 Fe원소를 Ti, Co, Mn, Cu, Zn, Ni, Mg로 치환한 것을 기본 조성으로 하는 제3 페라이트로부터 선택되는 적어도 1종을 사용할 수 있다.

바람직하게는 상기 제1 페라이트는 스핀넬형 구조를 가지는 것이 좋고, 상기 제2 페라이트는 페록스 플래너(Y형, Z형)형의 육방정 페라이트인 것이 좋고, 상기 제3 페라이트는 마그네토프럼바이트(M형)형의 육방정 페라이트인 것이 흡수체 효율측면에서 좋다. 또한 상기 페라이트는 상기 기술한 형태의 페라이트 뿐만 아니라 상기 각 페라이트를 주성분으로 하는 페라이트 또는 상기 제1 내지 제3 페라이트 간의 혼합물 형태의 페라이트가 사용될 수 있다.

본 발명에서 상기 합성고무로서 사용될 수 있는 것으로는 폴리메틸렌(Poly Methylene)형의 포화주쇄를 가진 탄성체, 폴리머 주쇄에 질소를 가진 탄성체, 폴리머 주쇄에 산소를 가진 탄성체, 폴리머 주쇄에 실리콘을 가진 탄성체, 폴리머 주쇄에 황을 가진 탄성체, 주쇄에 불포화 탄소 결합을 가진 디엔계 탄성체, 폴리머 주쇄에 탄소와 산소 및 질소를 가진 탄성체, 폴리머 주쇄에 인 및 질소를 가진 탄성체를 포함하는 합성고무 중에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 있다.

상기 고무는 전체 중량대비 5 중량부 미만을 사용하면 경도가 높아서 쉽게 부러질 수 있으며, 50 중량부를 초과하여 사용하면 전자파 흡수체로서의 기능이 저하되므로 바람직하게는 5 ∼ 50 중량부 사용하는 것이 바람직하다.

또한 상기 분말의 입자크기는 그 크기가 0.5 ㎛ 미만이면 전자파 흡수체로서의 기능이 저하되고, 1,000 ㎛를 초과하면 설비의 마모율 증가와 가공성이 저하되기 때문에 바람직하게는 0.5 ~ 1,000 ㎛ 인 것이 좋다.

본 발명의 자성시트에서 사용되어지는 자성 분말은 전체 중량대비 50 중량부 미만이면 전자파 흡수성 충전재의 첨가효과가 미미하여 전자파 흡수체로서 기능이 저하되고, 95 중량부를 초과하면 지나치게 경도가 높아 쉽게 부러지기 때문에 그 함량이 50 ∼ 95 중량부인 것이 바람직하다.

보다 바람직하게는 상기 자성시트는 전자파 흡수용 자성분말 70 내지 95 중량부와 바인더 5 내지 30 중량부를 포함할 수 있다.

또한 본 발명의 자성시트를 제조함에 있어서 공정의 용이성 및 흡수체층의 안정성 등을 고려하여 통상의 첨가제를 추가할 수 있다. 그 일예로서는 열안정제, 가소제 및 활제로 이루어지는 군으로부터 1종 이상 선택되는 첨가제를 사용할 수 있다.

상기 첨가제 중 열안정제는 많은 열을 동반하는 제조공정 중 고무의 열적 안정성을 유지하는 첨가제로써, 상기 고무와 전자파 흡수체의 혼합물 100 중량부에 대하여 1 내지 10 중량부를 사용하는 것이 바람직하며, 상기 열안정제의 함량이 1 중량부 미만이면 고무의 열적 안정성을 유지하기에 충분하지 못하며, 10 중량부를 초과하면 비중이 연질자성재료의 5분의 1정도이기 때문에 많은 양이 함유되어 분말간의 거리를 너무 이격시키고 블루밍(Blooming) 현상의 원인이 되므로 상기 범위내에서 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 가소제는 고무에 첨가되어 유리전이온도를 낮추고 결정화도 및 녹는점을 감소시켜 고무를 부드럽게 하는 첨가제로써, 상기 고무와 전자파 흡수성 충전재의 혼합물 100 중량부에 대하여 1 내지 10 중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 가소제의 함량이 1 중량부 미만이면 가소화 효율이 저하가 되어 고무를 부드럽게 하지 못하고, 15 중량부를 초과하면 고무를 가소화하고 남은 가소제가 상기 흡수성 충진재 분말과 상호간에 접착되는 현상이 발생하고 또 시간이 지남에 따라 가소제가 표면으로 나오는 블루밍 현상이 발생할 수 있다.

또한, 활제는 생산성 및 가공성을 증가시키며 안정제의 안정화 효율을 증가시키는 역할을 하는 첨가제로써 상기 고무와 전자파 흡수성 충전재의 혼합물 100 중량부에 대하여 1 내지 10 중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 활제의 함량이 1 중량부 미만 사용되면 생산성 및 가공성이 떨어지며, 5 중량부를 초과하여 사용되면 블루밍의 현상으로 인해 시간이 경과하면서 표면으로 나오는 경우가 발생하므로 상기 범위내에서 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 전자파 흡수층은 자성시트를 포함하며, 상기 자성시트와 보호층과의 접착력을 강화하기 위한 접착제 또는 점착제 성분을 추가적으로 구비할 수 있다.

상기 접착제 또는 점착제 성분은 비전도성의 필름이나 시트 또는 패드 타입일 수 있으며, 아크릴계 양면 접착필름, 핫멜트 타입 EVA(초산비닐수지) 접착필름, 부틸 고무계 스프레이타입 접착필름이 사용가능하며, 또한 코팅제 성분으로서는 아크릴계 접착제, 핫멜트 타입 EVA(초산비닐수지) 접착제, 부틸 고무계 접착제, 실리콘계 코팅제, 아크릴계 코팅제, 에폭시계 코팅제 등의 코팅제 성분이 사용가능하다.

본 발명에 있어서, 상기 보호층은 폴리뷰틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리술폰, 폴리에테르, 폴리에테르이미드, 아크릴 수지, 내열성 에폭시(Epoxy), 초산비닐수지(EVA), 부틸 고무수지, 유리, 실리콘, 폴리아릴레이트 및 폴리이미드 중에서 선택되는 어느 하나가 사용될 수 있다.

여기서, 상기 보호층은 기계적 강도가 약한 전자파 흡수층의 기계적 강도 및 낮은 내화학성을 향상시키며, 도전성 페이스트와의 우수한 접착 강도를 가질 수 있고 또한 내열성을 가져야 하며, 또한 비전도성의 특성을 가져야 한다,

이를 위해서 상기 보호층의 재료를 스프레이 분사, 그라비아 코팅, 핫프레스로부터 선택되는 공정에 의해 상기 전자파 흡수층을 둘러싸도록 코팅하거나 또는 상기 보호층의 재료로 이루어진 필름층으로 전자파 흡수층을 둘러싸는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 전자파 흡수층을 둘러싸도록 코팅하는 보호층 상에 형성되는 도전성 페이스트 배선층은 인쇄방식에 의해 도전성 페이스 조성물을 프린트함으로써 형성될 수 있다.

상기 도전성 페이스트는 전기 전도성이 있는 물질의 입자를 포함하며, 이는 도전성이 있는 금속, 비금속 또는 이들의 산화물, 탄화물, 붕화물, 질화물, 탄질화물의 분말과 카본블랙과 흑연 등 탄소계 분말을 포함한다. 상기 도전성 페이스트 입자는 예를 들어 금, 알루미늄, 구리, 인듐, 안티몬, 마그네슘, 크롬, 주석, 니켈, 은, 철, 티탄 및 이들의 합금과 이들의 산화물, 탄화물, 붕화물, 질화물, 탄질화물의 입자를 포함할 수 있다. 상기 입자의 형태는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 판형, 파이버 형과 나노 크기의 나노입자 나노튜브 등이 사용될 수 있다. 이러한 도전성 입자는 단독 또는 조합하여 사용될 수 있다.

또한 상기 도전성 페이스트는 잉크젯 프린팅 등 에서 사용되는 전도성 잉크와는 달리, 기판과의 접착성을 향상시키기 위해 바인더를 추가적으로 포함할 수 있으며, 일반적으로 에폭시 수지, 페놀수지(페놀+포롬알데하이드) 폴리우레탄수지, 폴리아미드수지, 아크릴수지, 우레아/멜라민수지, 실리콘 수지 등의 유기계 바인더를 사용할 수 있으나, 상기 도전성 페이스트의 배선층 형성후에 화학 도금을 형성하는 경우 도금액이 침투하여 회로층이 박리되는 현상이 발생할 수 있고, 화학도금에 들어 있는 강염기성은 아크릴계 바인더를 녹여 많은 문제점을 야기 할 수 있어, 에폭시계 바인더를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 바인더의 함량은 일반적으로 총 페이스트 조성물의 함량대비 10 내지 80 wt%의 범위를 가질 수 있고 바람직하게는 20 내지 70 wt%의 범위를 가질 수 있으나, 이에 국한되지는 않는다. 상기 바인더는 앞서 살펴본 바와 같이 도전성 페이스트를 포함하는 배선층의 전기전도성을 감소시키는 원인으로 작용하고 있다.

또한 본 발명에서 사용되는 도전성 페이스트 조성물의 점도는 23℃, 50rpm HAKKE RHeoscope 측정기준 10,000 cps ~ 100,000 cps 범위의 것을 사용할 수 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다.

또한 추가적으로 그 밖의 첨가제로서 Ag 파우더(안료), 천연 및 합성수지(바인더), 솔벤트, 분산제, 커플링제, 점도조절제 등을 포함할 수 있다.

본 발명에서의 상기 도전성 페이스트 조성물은 바람직하게는 전도성 Ag 페이스트, 전도성 Cu 페이스트, 전도성 폴리머, 그라비아용 페이스트 중에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 혼합물일 수 있고, 여기서, 상기 그라비아용 페이스트는 전도성 실버(Ag) 페이스트의 일종으로서 입자크기는 2~3 um이며, 일 예로서 Ag 파우더 75%, 수지 10%, 솔벤트 13% 첨가제 2%의 구성으로 이루어 질 수 있다.

또한, 상기 도전성 페이스트 조성물의 입자크기는 10 nm 내지 10 um의 범위일 수 있으며, 30 내지 100 nm 나노입자크기를 갖는 도전성 페이스트 또는 1 내지 7 um의 마이크로 입자 크기를 갖는 도전성 페이스트가 바람직하다.

일반적으로 상기 페이스트의 입자가 커질수록 형성되는 배선층의 전기전도도가 낮아지게 되어, 페이스트 입자가 마이크로 사이즈의 범위를 갖는 경우에 본 발명의 무전해 도금층을 통한 배선층의 형성에 의한 전도도 향상의 효과가 더 커질 수 있다.

본 발명에서의 상기 도전성 페이스트는 상기 보호층상에 직접 인쇄방식에 의해 사용자가 원하는 형상의 패턴으로 패턴화된 배선층을 형성할 수 있다. 상기 직접 인쇄방식은 보호층상에 스크린인쇄, 프렉소인쇄, 로터리인쇄, 그라비어인쇄, 옵셋인쇄 또는 디스펜서 등의 인쇄 방법을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 스크린 인쇄 또는 옵셋 인쇄 방법을 사용할 수 있다.

한편, 일반적으로 기판상에 도전성 페이스트를 인쇄 방식으로 구현된 회로배선은 저항이 높아 전도도가 양호하지 않아 회로 배선으로 사용하기에는 어려움이 있고, 또한 일반적인 솔더페이스트를 사용하였을 때 접착이 되지 않는 문제점이 있다. 이런 문제를 해결하기 위해 상기 도전성 페이스트 배선상에 금속도금층을 형성할 수 있다. 이 경우에 상기 패턴화된 배선층상에 형성된 금속 도금층의 두께는 1 um 내지 10 um 이며, 바람직하게는 2 내지 5 um로 형성할 수 있다.

본 발명에서의 상기 금속 도금층은 바람직하게는, 무전해 도금에 의해 형성될 수 있다. 상기 금속 도금층을 전해도금에 의해 형성하는 것이 아닌 무전해 도금에 의해 형성하는 경우, 배선의 균일성이 양호해질 수 있다.

일반적으로 전해도금의 경우에는 전극에서 가까운 쪽의 전해도금된 도금층의 두께가 두꺼운 경향을 보이는 반면에 전극에서 멀어질수록 도금층의 두께는 얇아질 수 있어 배선의 길이에 따른 전해도금층의 두께가 불균일하게 될 수 있다.

그러나 상기 도전성 페이스트의 패턴화된 배선층상에 무전해 도금을 하는 경우에는 상기 전해도금에 의해 발생될 수 있는 문제점인 배선의 길이에 따른 전해도금층의 두께가 불균일한 것을 해소할 수 있는 장점이 있다.

또한, 상기 무전해도금에 의해 도금층을 형성하는 경우에는 전해 도금을 하는 경우에 있어 배선의 전도도를 향상시키기 위해 도금층을 두껍게 함으로써 발생되는 문제점인 회로기판의 두께가 두꺼워지는 단점을 개선할 수 있고, 전해도금에 의해 금속도금층을 형성하는 것보다 배선라인간의 폭(피치폭)을 좁게 형성할 수 있다. 왜냐하면 전해도금시 배선의 길이에 따른 전해도금층의 두께가 불균일하게 되는 단점을 극복하기 위해서는 도금층의 두께를 두껍게 하여야 하며 이를 위해 전해도금시 도금량을 증가시켜야 하나, 이러한 경우에, 배선층의 상단부분만이 도금되지 않고 배선층의 측면부에도 도금이 될 수 있게 된다.

따라서 전해도금에 의해 도전성 페이스트층 상에 금속도금층을 형성하는 경우 전도성이 양호한 배선을 형성하기 위해서는 도금층의 두께를 두껍게 함으로써 배선층의 측면부에도 도금층이 형성되어, 배선 라인간의 폭(피치폭)을 좁게 형성할 수 없는 단점이 있게 되나, 무전해 도금에 의해 금속도금층을 도전성 페이스트층에 형성하는 경우에는 앞서 살펴본 바와 같이 배선의 길이에 따른 전해도금층의 두께가 불균일하게 되는 문제점이 해결됨으로써, 전해도금에 의한 도금층을 형성하는 경우보다 배선 라인간의 폭(피치폭)을 좁게 형성할 수 있다.

또한, 본 발명에서의 상기 패턴화된 안테나 배선층상에 형성되는 무전해 금속 도금층의 두께는 1 내지 10 ㎛이며, 상기 무전해 금속 도금에 사용되는 금속은 Cu, Sn, Ag, Au, Ni 또는 이들의 합금에서 선택되는 어느 하나 일 수 있으나 이에 한정되지는 않으나. 바람직하게는 Cu, Ag 또는 Ni을 사용할 수 있다.

한편, 본 발명에서 상기 패턴화된 배선층 상부와 무전해 금속도금층의 사이에는 무전해 금속도금층의 형성하기 위한 시드 금속층이 추가로 형성될 수 있다.

상기 시드 금속층은 상기 페이스트층상에 시드금속이 흡착되고 이에 상기 무전해 화학도금층을 형성하는 금속이온이 환원되게 함으로써 무전해 도금의 반응속도와 선택성을 개선시킬 수 있다.

상기 시드 금속층을 형성하기 위한 금속은 Au, Ag, Pt, Cu, Ni, Fe, Pd, Co 또는 이들의 합금에서 선택될 수 있고, 시드금속 성분의 할라이드, 설페이트, 아세테이트, 착염 등의 시드금속성분의 전이금속염이면 어느 성분이나 가능하다.

또한 본 발명은 상기 시드 금속층을 형성함에 있어서, 상기 시드 금속층에 시드 금속 성분이외의 다른 추가적인 전이금속 성분을 함유할 수 있다.

상기 시드금속이외의 추가의 전이금속 성분은 금속 할라이드, 금속 설페이트, 금속 아세테이트 등의 전이금속 염을 이용하여 함유시킬 수 있으며, 이를 위해 도전성 페이스트층상에 형성되는 상기 무전해 도금층의 성분과 동일한 금속성분의 염을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 시드금속층을 사용하는 경우에, 무전해 도금층이 보다 신속히 형성될 수 있고, 또한 상기 무전해 도금층이 도전성 페이스트상의 배선층에만 무전해 도금층이 형성될 수 있도록 도와주는 역할을 한다.

한편, 본 발명은 도 2에서 보는 바와 같이 상기 무전해 금속 도금층(11)상에 추가로 형성된 금속 도금층(10)를 포함할 수 있다. 이 경우에 추가로 형성되는 금속 도금층(10)이 무전해 금속 도금층인 경우에 상기 금속은 Cu, Sn, Ag, Au, Ni 또는 이들의 합금에서 선택되는 어느 하나일 수 있고 앞서 설명한 무전해 금속 도금층(12)과 동일한 조건하에서 형성될 수 있다.

한편, 추가로 형성된 금속 도금층(10)이 전해금속 도금층인 경우에 상기 금속은 Ni, Cu, Sn, Au, Ag 또는 이들의 합금 중에서 선택되는 어느 하나이거나 또는 Ni-P 합금일 수 있고, 이때, 상기 전해 도금층의 두께는 1 내지 30 ㎛이며, 바람직하게는 5 내지 15 ㎛ 일 수 있다. 상기 전해 도금층은 무전해 도금층(11)상에 형성됨으로써, 상기 도전성 페이스트보다 전기전도도가 높은 배선층상에 전해도금됨에 따라서 배선층의 전도도가 더욱 향상될 수 있다.

본 발명의 무전해 도금에 의해 형성되는 배선층은 종래의 전해도금에 의한 배선층보다 더 얇게 층을 형성할 수 있고, 이를 통해 배선의 전기전도성을 향상시킬 수 있어, 본 발명에서의 NFC용 루프 안테나에 적용할 수 있다.

또한, 본 발명에서는 상기 안테나의 제조방법을 제공할 수 있는데, 이를 도 3을 통해 보다 자세히 살펴본다.

도 3은 본 발명에서의 일 실시예에 따른, 자성시트를 포함하는 전자파 흡수층의 표면을 보호층으로 코팅하는 단계, 상기 보호층상에 전도성 페이스트층을 형성하는 단계, 상기 전도성 페이스트층 상부에 무전해 도금층을 형성하는 단계 및 이에 추가적으로 금속도금층을 형성하는 단계를 포함하는 안테나의 제조방법을 도시한 순서도를 나타낸 그림이다.

이는 보다 구체적으로, 자성시트를 포함하는 전자파 흡수층을 보호층으로 코팅하는 단계, 전도성 Ag 페이스트, 전도성 Cu 페이스트, 전도성 폴리머, 그라비아용 페이스트 중에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 혼합물을 포함하는 도전성 페이스트 조성물을 상기 보호층 표면에 미리 정한 패턴을 따라 인쇄하여 패턴화된 안테나 배선층을 형성하는 단계, 상기 배선층 상부에 전이금속을 무전해 도금하여 무전해 도금층을 형성하는 단계 및 상기 무전해 도금층을 형성하는 단계이후에 상기 패턴화된 배선층 및 무전해 금속 도금층으로 이루어진 배선의 전기전도도를 향상하기 위해, 무전해 금속 도금층상에 금속 도금층을 추가로 형성하는 단계로 나뉘어질 수 있다.

이를 각 단계별 공정에 따라 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

첫 번째 단계로서, 자성시트를 포함하는 전자파 흡수층의 표면을 보호층으로 코팅하는 단계는 앞서 기재된 바와 같이, 상기 전자파 흡수층에 보호층을 둘러싸는 형태로 코팅함으로써 이루어질 수 있고, 이는 상기 전자파 흡수층을 보호층 재료를 포함하는 용액을 스프레이 분사하거나, 그라비아 코팅, 핫프레스 공정을 이용하여 이루어질 수 있다.

상기 보호층은 전자파 흡수층을 모두 감싸는 형태로 형성되어 완전히 밀봉/밀착 되는 것이 바람직하며, 상기 보호층은 폴리뷰틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리술폰, 폴리에테르, 폴리에테르이미드, 아크릴 수지, 내열성 에폭시(Epoxy), 초산비닐수지(EVA), 부틸 고무수지, 유리, 실리콘, 폴리아릴레이트 및 폴리이미드 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있고, 상기 보호층을 코팅에 의해 형성하기 위해서는 실리콘계 코팅제, 아크릴계 코팅제, 에폭시계 코팅제를 사용 할 수 있고, 접착 필름에 의해 형성하는 경우에는 아크릴계 양면 접착필름, 핫멜트 타입 EVA(초산비닐수지) 접착필름, 부틸 고무계 스프레이타입 접착필름 등을 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 인쇄회로 기판을 제조하기 위한 두 번째 단계인, 전도성 Ag 페이스트, 전도성 Cu 페이스트, 전도성 폴리머, 그라비아용 페이스트 중에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 혼합물을 포함하는 도전성 페이스트 조성물을 상기 보호층 표면에 미리 정한 패턴을 따라 인쇄하여 패턴화된 안테나 배선층을 형성하는 단계는 앞서 살펴본 바와 같이 스크린인쇄, 프렉소인쇄, 로터리인쇄, 그라비어인쇄, 옵셋인쇄 또는 디스펜서 등의 인쇄 방법을 통하여 패턴화된 배선층을 형성할 수 있고, 상기 전도성 페이스트 조성물의 입자크기는 앞서 살핀바와 같이, 10 nm 내지 10 um의 범위일 수 있으며, 바람직하게는 30 내지 1,000 nm 나노입자크기를 갖는 전도성 페이스트, 또는 1 내지 7 um의 마이크로 입자 크기를 갖는 전도성 페이스트가 바람직하다.

이후에, 공정조건에 따라 상기 페이스트의 건조단계를 추가로 구비할 수 있다. 이 경우에 상기 건조방법은 사용되는 공정조건에 따라 당업자가 적절히 선택하여 적용할 정도에 해당하여 그 종류에 구애받지 않으나, 80도 내지 200도, 바람직하게는 100도 내지 160도에서 10 분내지 3시간 동안 열풍건조를 이용할 수 있다.

또한 상기 페이스트는 사용조건에 따라 경화단계를 거칠 수 있다.

한편, 본 발명의 안테나를 제조하기 위한 세 번째 단계인, 상기 안테나 배선층 상부에 전이금속을 무전해 도금하여 무전해 도금층을 형성하는 단계는 전이금속염, 환원제, 착제 등을 이용하여 상기 페이스트상에 무전해 도금층을 형성할 수 있다.

상기 무전해 도금은 금속이온이 포함된 화합물과 환원제가 혼합된 도금액을 사용하여 기판 등에 금속을 환원 석출시키는 것으로 금속이온을 환원제에 의해 환원시킴으로써 진행될 수 있다.

상기 무전해 도금의 주반응으로서 하기에 기재된 반응식에 의해 금속이온이 환원될 수 있다.

Metal ion + 2HCHO + 4OH- => Metal(0) + 2HCOO- + H2 + 2H₂O

이 때, 무전해 도금에 사용되는 상기 금속의 비제한적인 예는 Ag, Cu, Au, Cr, Al, W, Zn, Ni, Fe, Pt, Pb, Sn, Au 등이 될 수 있고, 이들 원소는 단독으로 사용되거나 또는 2종 이상이 혼합되어 사용될 수 있다.

상기 무전해 도금에 사용되는 도금액은 도금하고자 하는 금속의 염 및 환원제 등을 포함하는 것일 수 있으며, 이 때 환원제의 비제한적인 예는 포름알데히드, 히드라진 또는 그 염, 황산코발트(Ⅱ), 포르말린, 글루코오즈, 글리옥실산, 히드록시알킬술폰산 또는 그 염, 하이포 포스포러스산 또는 그 염, 수소화붕소화합물, 디알킬아민보란 등이 있으며, 이 이외에도 금속의 종류에 따라 다양한 환원제가 사용될 수 있다.

나아가, 상기의 무전해 도금액은 금속이온을 생성하는 금속 염, 금속이온과 리간드를 형성함으로써 금속이 액상에서 환원되어 용액이 불안정하게 되는 것을 방지하기 위한 착화제 및 상기 환원제가 산화되도록 무전해 도금액을 적당한 pH로 유지시키는 pH 조절제를 포함할 수 있다.

상기 무전해 금속 도금층의 두께는 1 um 내지 10 um 이며, 무전해 금속 도금에 사용되는 금속은 Ag, Cu, Au, Cr, Al, W, Zn, Ni, Fe, Pt, Pb, Sn, Au 또는 이들의 합금에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.

예를 들어, 동(구리) 도금층을 형성하고자 하는 경우에는, 황산구리, 포르마린, 수산화나트륨, EDTA(Ethylene Diamin Tera Acetic Acid) 및 촉진제로서 2.2-비피래딜을 첨가한 수용액을 이용하여 1 ∼ 10 ㎛의 두께로 무전해 도금층을 형성할 수 있다.

상기 무전해 동도금 단계는 바렐도금장치를 이용할 수 있다.

일 실시예로서, 본 발명의 무전해 도금은 D/I Water 85%, 보충제 10~15%, 25%-NaOH 2~5%, 안정제 0.1~1%, 37%포르말린 0.5~2%의 성분으로 10~15분간 Air교반한 후 온도 40~500 ℃, pH 13 이상에서 25~30분간 도금공정을 진행할 수 있다.

한편, 본 발명은 상기 전도성 페이스트의 배선층을 형성하는 단계와 상기 패턴화된 배선층 상부에 전이금속을 무전해 도금하여 도금층을 형성하는 단계 사이에, 상기 배선층의 상부에 무전해 금속 도금층을 형성하기 위한 시드 금속층을 형성시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다.

상기 시드 금속층에는 Au, Ag, Pt, Cu, Ni, Fe, Pd, Co 또는 이들의 합금에서 선택될 수 있으며, 바람직하게는 팔라듐 염을 사용할 수 있다. 또한 본 발명은 상기 시드 금속 성분이외의 다른 전이금속성분을 추가로 함유할 수 있다.

일 실시예로서, 시드층 형성을 위하여 팔라듐성분이 500 ppm, 황산구리 0.1%, 안정제 1%의 성분으로 된 수용액을 사용하여 상기 수용액내에 도전성 페이스트로서 은 페이스트가 보호층 표면에 패턴화된 기판을 3분 내지 5분 담그어 꺼낸 후 건조과정을 거쳐 상기 무전해 화학동 도금을 진행할 수 있다.

본 발명의 안테나를 제조하기 위한 방법에서의 마지막 단계로서, 무전해 금속 도금층상에 금속 도금층을 추가로 형성하는 단계는 상기 무전해 도금층 상부에 전해 도금 또는 무전해 도금에 의해 금속 도금층을 형성하는 단계이다.

상기 무전해 도금의 경우는 앞서 기재한 바와 같은 공정을 따를 수 있다.

예를 들어 상기 무전해 동도금 공정이후에 무전해 은도금 공정을 수행하는 경우를 살펴보면, 사용되는 금속염이 구리염이 아닌 은염(AgNo3)을 사용하는 점만이 차이가 있을 뿐 일반적인 은도금 공정을 따른다.

일 실시예로서, Ag 도금전에 도금조의 오염방지를 위해서 predip 공정으로 질산을 포함하는 용액에서 세정한 후, Ag 도금공정에서 DI 85.5%, silver B 10%(이미다졸 10% 수용액), 진한질산 2% (70% 시약등급), silver A 2.5%(질산 은 4.5%, 질산 3.5%의 수용액)에 50℃의 온도에 8분간 담그어(dipping)하여 은 도금을 진행을 함으로써 0.1 ~ 0.2 um 두께의 은 도금층을 형성할 수 있다.

또한 상기 무전해 동도금 공정이후에 전해 도금 공정을 수행하는 경우를 구리(동) 도금의 예를 들면, 황산구리(CuSO4), 황산(H2SO4) 및 광택제를 혼합한 수용액에 상기 패턴화된 배선층이 형성된 기판을 침지하여 원하는 두께로 전해동 도금층을 형성하고 표면을 수세함으로써, 전해 도금층이 형성될 수 있다. 예컨대, 황산 10 wt% 수용액에 황산구리 90 g/L, 전기동 안정제 2 ml/L, 전기동 광택제 5 ml/L, HCI 0.16 ml/L 를 온도 40~60℃ 조건의 단계에 의한 전해 동도금을 진행할 수 있다. 또한, 본 발명은 선택적으로 상기 전해도금 또는 무전해도금에 의해 형성되는 금속도금층상에 추가적으로 금속 도금층을 형성할 수 있다.

이 경우에 추가적으로 형성되는 금속 도금층은 앞서 살핀 바와 같은 무전해 도금 또는 전해도금을 이용하여 진행될 수 있다.

예를 들어, 상기 전해 도금층으로 형성된 구리 도금층상에 새로이 니켈층을 도금하고자 하는 경우에, 상기 전해 동도금 단계에서 도금한 구리 표면에 황산니켈, 염화니켈, 붕산을 혼합한 수용액을 이용하여 전해니켈을 도금한 후 수세하고, 이온 처리한 물로 초음파 세척을 한 후, 탈수과정을 거쳐 건조하여 요구하는 특성에 맞는 제품을 제조하게 된다.

본 발명에서는 상기 전해 도금층의 저항값이 낮으면 전기전도성이 높아지며, 더 낮은 저항을 필요로 한다면 전해 동도금의 시간을 늘려 도금되는 금속의 함량을 높여 주면 낮은 저항을 가질 수 있다.

본 발명의 상기 제조방법에 의해 얻어지는 안테나는 상기 도전성 페이스트층 상에 형성되는 무전해 도금층이 배선 전역에 걸쳐 균일하게 형성될 수 있고, 또한 향상된 전기전도도를 가질 수 있다.

도 4에서는 본 발명에 의한 무전해 도금 및 전해도금에 따라 제조된 인쇄회로기판의 전기전도도를 도시하였다.

이를 상세히 살펴보면 본 발명에서 1) 페이스트 인쇄 후, 2) 무전해 동도금 공정이후, 3) 상기 무전해 동도금 공정이후에 전해 동도금의 진행한 후에 각각 길이 750 mm 선폭 1mm의 배선패턴의 시작부분과 마지막 부분의 양단의 저항을 측정하여 이를 도시하였다.

그 결과, 은 페이스트층만을 형성한 경우의 저항을 측정하면 165 Ω 정도의 비교적 높은 저항을 보여주었으나, 본 발명의 무전해 동도금층 형성 이후 34 Ω으로 낮아짐을 보여주며, 이에 전해 동도금층을 형성한 이후에는 0.77 Ω정도의 낮은 저항을 나타내어 전도성이 크게 향상된 것을 확인 할 수 있다.

상기 결과를 토대로 살펴보면, 도 4에서와 같이 길이가 긴 패턴에서 본 발명의 페이스트층상에 무전해 도금층을 형성하는 방법을 활용하게 되는 경우 배선의 전도성을 크게 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.

이상 본 발명의 구성을 세부적으로 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 기술자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10 : 금속 도금층 11 : 무전해 도금층
12 : 도전성 페이스트층 13 : 보호층
14 : 자성시트(전자파 흡수층)

Claims (12)

1. 자성시트를 포함하는 전자파 흡수층;
   상기 전자파 흡수층을 둘러싸고 코팅하는 보호층:
   상기 보호층상에 미리 정한 패턴을 따라 도전성 페이스트 조성물의 프린팅 방법에 의해 형성되는, 패턴화된 안테나 배선층;
   상기 패턴화된 배선층상에 형성된 무전해 금속 도금층; 및
   상기 배선층 및 무전해 금속 도금층으로 이루어진 배선의 전기전도도를 향상시키기 위해, 상기 무전해 금속 도금층상에 추가로 형성된 금속 도금층;을 포함하는 안테나
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 보호층은 폴리뷰틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리술폰, 폴리에테르, 폴리에테르이미드, 아크릴 수지, 내열성 에폭시(Epoxy), 초산비닐수지(EVA), 부틸 고무수지, 유리, 실리콘, 폴리아릴레이트 및 폴리이미드 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 안테나
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 자성시트는 금속계 자성분말, 산화물계 자성분말, 또는 이들의 혼합물에서 선택되는 전자파 흡수용 자성분말 50 내지 95 중량부와, 바인더로서 합성고무, 천연고무 또는 이들의 혼합물 5 내지 50 중량부로 이루어진 것을 특징으로 하는 안테나
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 자성시트는 전자파 흡수용 자성분말 70 내지 95 중량부와, 바인더 5 내지 30 중량부를 포함하며, 추가 성분으로서 열안정제, 가소제 및 활제에서 선택되는 어느 하나 이상을 상기 바인더와 자성분말의 혼합물 100 중량부에 대하여 각각 1 내지 10 중량부로서 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나
5. 제1항에 있어서,
   상기 도전성 페이스트 조성물은 전도성 Ag 페이스트, 전도성 Cu 페이스트, 전도성 폴리머, 그라비아용 페이스트 중에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 혼합물이며,
   상기 도전성 페이스트 조성물의 입자크기는 10 nm 내지 10 um의 범위인 것을 특징으로 하는 안테나
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 배선층상에 형성된 무전해 금속 도금층의 두께는 1 um 내지 10 um이며, 무전해 금속 도금에 사용되는 금속은 Cu, Sn, Ag, Au, Ni 또는 이들의 합금에서 선택되는 어느 하나이고,
   상기 무전해 금속 도금층상에 추가로 형성되는 금속 도금층은 전해 금속 도금층 또는 무전해 금속 도금층인 것을 특징으로 하는 안테나
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 안테나는 NFC용 루프 안테나용인 것을 특징으로 하는 안테나
8. 안테나의 제조방법에 있어서,
   자성시트를 포함하는 전자파 흡수층의 표면을 보호층으로 코팅하는 단계;
   전도성 Ag 페이스트, 전도성 Cu 페이스트, 전도성 폴리머, 그라비아용 페이스트 중에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 혼합물을 포함하는 도전성 페이스트 조성물을 상기 보호층 표면에 미리 정한 패턴을 따라 인쇄하여 패턴화된 안테나 배선층을 형성하는 단계;
   상기 배선층 상부에 전이금속을 무전해 도금하여 무전해 도금층을 형성하는 단계; 및
   상기 무전해 도금층을 형성하는 단계이후에, 상기 패턴화된 배선층 및 무전해 금속 도금층으로 이루어진 배선의 전기전도도를 향상하기 위해, 무전해 금속 도금층상에 금속 도금층을 추가로 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나의 제조방법
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 보호층으로 코팅하는 단계는 스프레이 분사, 그라비아 코팅, 핫프레스 공정에서 선택되는 어느 하나의 공정을 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 안테나의 제조방법
10. 제8항에 있어서,
    상기 배선층상에 형성된 무전해 금속 도금층의 두께는 1 um 내지 10 um 이며, 무전해 금속 도금에 사용되는 금속은 Cu, Sn, Ag, Au, Ni 또는 이들의 합금에서 선택되는 어느 하나이고,
    상기 무전해 금속 도금층상에 추가로 형성되는 금속 도금층은 전해 금속 도금층 또는 무전해 금속 도금층인 것을 특징으로 하는 안테나의 제조방법
11. 제 8 항에 있어서,
    상기 도전성 페이스트의 안테나 배선층을 형성하는 단계와 상기 패턴화된 배선층 상부에 전이금속을 무전해 도금하여 도금층을 형성하는 단계 사이에, 상기 배선층의 상부에 무전해 금속 도금층을 형성하기 위해 Au, Ag, Pt, Cu, Ni, Fe, Pd, Co 또는 이들의 합금에서 선택되는 어느 하나의 시드 금속층을 형성시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나의 제조방법.
12. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 안테나를 포함하는 휴대용 단말기

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