KR20180093780A

KR20180093780A - 시트타입 전도성 폴리머의 홀가공 기술을 이용한 무선안테나용 회로기판의 제조방법 및 그에 의해 제조된 무선안테나용 회로기판, 무선안테나모듈 및 전기전자기기

Info

Publication number: KR20180093780A
Application number: KR1020170122062A
Authority: KR
Inventors: 송영희; 전용선; 신정민
Original assignee: 주식회사 써키트 플렉스
Priority date: 2017-09-21
Filing date: 2017-09-21
Publication date: 2018-08-22

Abstract

본 발명은 시트타입 전도성 폴리머의 홀가공 기술을 이용한 무선안테나용 회로기판의 제조방법 및 그에 의해 제조된 무선안테나용 회로기판, 무선안테나모듈 및 전기전자기기에 관한 것이다.
본 발명은 무선안테나용 회로기판을 형성함에 있어서 양면 동박적층판(FCCL)을 적층하기 이전의 전도성 폴리머층의 자재를 시트타입 재단 및 Tg 온도 이상에서 열 경화한 이후에 미리 원하는 비아홀 좌표에 대응하여 관통공을 타발 방법으로 후속 가공할 비아홀보다 더 크게 형성한 후 상,하 동박과 졀연되게 합지 적층한 후, 후속 공정에서 상기 관통공의 중심부 좌표로 드릴링하여 비아홀을 상기 관통공보다 작은 직경으로 형성하며, 이때 상기 핫프레스에 의해 열 변형되어 상기 전도성 폴리머층의 관통공의 공간 내로 상기 상,하 동박 및 그 내측의 절연층이 연접되게 하고, 이어서 비아홀을 도금하는 공정으로 행함으로써, 비교적 수월한 공정 및 저렴한 코스트로서 전도성 폴리머층에 대해 절연성을 확보하여 비아 패턴을 형성할 수 있으며, 특히 기존의 불완전 경화된 전도성 폴리머층을 사용하던 때에 비해 핫프레스시에 폴리머 홀의 변형 및 동박 패턴의 기포, 들뜸이나 뜯김 등의 불량을 방지할 수 있다.

Description

시트타입 전도성 폴리머의 홀가공 기술을 이용한 무선안테나용 회로기판의 제조방법 및 그에 의해 제조된 무선안테나용 회로기판, 무선안테나모듈 및 전기전자기기{Manufacturing method of wireless antenna using hole making process skill of polymer layer sheet and wireless antenna circuit board, wireless antenna module manufactured thereby, electric-electronic device having wireless antenna module}

본 발명은 전도성 폴리머층을 기재로 그 상,하 전면에 상,하 절연층을 사이에 두고 상,하 동박이 적층된 양면 회로기판에서, 비아홀의 도금시에 상기 상하 동박 패턴과 전기적으로 연결되는 비아홀의 내측벽 도금 부분과 전도성 폴리머층의 경계에 절연성을 확보토록 하는 동시에 전도성 폴리머층 고유의 열변형으로 인한 폴리머 가공 홀의 위치변경 및 동박의 들뜸 불량을 방지할 수 있도록 개선된 시트타입 전도성 폴리머의 홀가공 기술을 이용한 무선안테나용 회로기판의 제조방법 및 그에 의해 제조된 무선안테나용 회로기판, 무선안테나모듈 및 전기전자기기에 관한 것이다.

최근 모바일기기에 있어 스마트폰의 등장은 새로운 모바일 환경 및 문화를 창출하고 있으며, 새로운 모바일 환경에 대응하여 신용카드나 교통카드의 기능을 위한 결재서비스, 상점 등에서 물품정보나 방문객을 위한 여행정보의 전송서비스, 실시간 교통정보 제공서비스, 출입통제나 광고 서비스 등 그 서비스 영역이 더욱 광범위하게 형성되고 있다.

이와 같이 스마트폰을 이용한 사용자 편의성을 제공하는 다양한 서비스들은 무선인식기술(RFID) 중의 하나인 NFC(Near Field Communication)나 무선충전을 위한 안테나 등이 탑재되는 등 차세대 기술들과 접목되고 있다.

즉, 스마트폰 통신을 위한 무선 안테나 외에도, 스마트폰에 근거리 결제시스템용 NFC(Near Field Communication), 삼성페이용 MST(Magnetic Secure Transmission), 무선충전용 WPC(Wireless Power Consortium) 안테나 등이 포함되고 있다.

또한, 모바일기기의 슬림화 및 편의성 증진을 위해 이러한 다양한 안테나의 기능들을 하나의 부품으로 일체화하는 시도들이 이루어지고 있다.

이러한 일체화 부품을 위한 스마트폰 등의 모바일기기에 적용되고 있는 안테나 부품들은 안테나의 동작 신뢰성을 높이기 위해 전자파를 차폐 및 흡수하기 위한 전도성 폴리머가 사용되는데, 상기 전도성 폴리머는 메탈파우더 등의 전기전도성 물질이 내재된 폴리머로서 주로 롤 타입으로 공정 적용되며 무선 안테나용 회로기판의 기재로도 사용되고 있다.

하지만, 상기 메탈파우더 등의 전기전도성물질이 내재된 전도성 폴리머를 이용하여 무선 안테나용 회로기판을 제조하는 경우, 회로기판 상에 비아홀(via hole)을 형성한 후 동도금을 통해 비아홀을 채워 비아(via)를 만들시 비아에 채워지는 동도금층이 전도성 폴리머 내 전기전도성 물질과 접촉되므로 회로기판으로 사용시에 전기 도통에 의해 단락이 발생되는 문제점이 있었으며, 이로 인해 당해 업계에서는 전도성 폴리머의 사용에 따라 비아 형성을 위한 동도금 수행에 어려움을 겪고 있고 회로기판이 갖는 비아(via) 측의 완전한 절연 대책의 필요성이 요구되고 있는 실정에 있다.

이러한 전도성 폴리머로부터 비아홀의 절연 대책을 마련하기 위하여 불완전 경화(반경화)된 폴리머를 롤 상태에서 비아홀 대비 더 크게 확대시킨 홀을 가공함으로써 전도성 폴리머를 비아홀로부터 이격시키는 공법으로 진행하여야 한다(도 11의 기존 롤 공법 참조).

이와 같이 롤 방식으로 전도성 폴리머를 홀 가공하기 위해서는 폴리머 재료의 감김성(굴곡성)을 확보하기 위하여 불완전 경화(반경화) 처리를 해야 하며 이 영향으로 인해 후공정인 핫프레스 공정에서 상대적으로 더 고온 상태에서 압력이 가해질 경우 전도성 폴리머의 열적기계적(Thermomechnical) 성질이 추가 발생되어 기 가공된 폴리머층 홀의 변형(모양, 크기, 위치 등)이 발생되게 되며, 추가 베이크 효과(핫프레스 공정)에 의하여 동박층과의 계면에서 기포, 들뜸 등의 불량 현상이 발생될 수 있다.

본 발명자가 연구개발 과정에서 예의 검토 및 고찰한 결과 상술한 바와 같은 합지, 적층 과정에서 열 변형에 의해 도 1의 사진과 같이 기포, 들뜸 현상이 발생할 우려가 있었다. 도 1은 본 발명자에 의해 홀 가공된 전도성 폴리머를 구비하는 양면 동박적층판을 열 공정(라미네이팅/핫프레스)으로 적층한 후 비아 및 회로패턴을 형성하는 공정을 행하여 본 결과, 앞서 설명한 열 공정으로 인해 불량이 발생된 기포를 내포하는 들뜸(A1)과 뜯김(A2)이 발생된 상태를 보인 사진이다.

도 1의 뜯김(A2) 부분을 자세히 살펴보면 전도성 폴리머 층을 경계로 하여 외부로 뜯겨지는 점을 확인할 수 있었고, 이를 살펴보면 들뜸(A1) 현상은 전도성 폴리머 층을 경계로 발생한 것을 알 수 있으며, 이는 주로 전도성 폴리머 층이 적층된 다른 층들과의 열수축율 차이로 인한 열 변형에 주요한 요인이 있음을 소명하는 것이 될 것이다.

열 변형과 아울러 핫프레스 압력에 의한 소성변형도 전도성 폴리머- 절연층(접착층 포함) 및 동박층에서 그 차이가 존재할 것이므로 열 공정에 의한 변형 불량은 위의 핫프레스에 의한 소성변형도 포함하는 것으로 보아야 할 것이다.

이와 같이 불완전 경화된 전도성 폴리머를 홀 가공하여 라미네이팅 합지, 핫프레스 하는 과정에서 핫프레스시의 열 수축율 등의 차이로 인해 비아홀의 위치, 사이즈 등 홀 변형이 유발되는 문제점도 있게 된다. 이러한 홀 변형은 도금에 의한 비아홀 필링시에 비아를 통한 회로 연결의 불량으로 직결된다.

부연하면, 비아홀 천공 과정을 거친 불완전 경화된 전도성 폴리머를 핫프레스하여 더 경화시켜 합지하는 공정 과정에서 전도성 폴리머 층과 그에 이웃하는 층의 열 수축율 차이로 인해 비아홀 부위의 내측벽은 각 층 부위가 일직선으로 연이어지지 않고 층간(특히 전도성폴리머 층과 그 이웃하는 타 층과의 경계)에서 어긋남이 발생하는 불량은 후속공정에서 행하는 비아홀 필링시에 도금불량으로 이어져 후속의 상,하부 회로패턴 형성 후에 행하는 회로의 BBT 검사결과 과정을 통해서야 비로소 불량이 발견되어지므로, 제조 코스트의 상승 및 수율 및 생산성이 저하되는 문제점이 크게 우려된다.

상기 라미네이팅으로부터 핫프레스로 이어지는 열 공정에 대해 이러한 문제를 유발하는 변수는 다수 존재할 것이다.

예컨대, 상부 동박과 하부 동박의 두께 차가 있는 경우, 라미네이팅 하는 상부롤러 및 하부롤러의 열 온도, 핫프레스의 상,하부 열 온도 같은 조건에서도 공정결과를 예측 못할 변수가 존재할 수 있는데, 전도성 폴리머의 두께, 폴리머의 재료 물성이나 내부에 수용된 메탈파우더(금속물질)의 물성, 조성비 등에 기인한 열 공정에서 발생되는 열수축율 및 가소성 등의 변수적 요소도 배제할 수 없다.

아울러, 전도성 폴리머 무선 회로기판의 비아 형성시에는 전도성 폴리머 층과 비아홀 내측벽 도금부와의 절연성 확보를 위한 별도의 구조설계 및 이러한 구조를 위한 별도의 공정도 함께 추가로 요구되어지는 바, 이로 인한 제조원가의 상승 및 수율 저하의 문제점도 있다.

또한, 상술한 바와 같이 전도성 폴리머를 동박적층판으로 열경화 적층하여 회로기판으로 제조시에는 전도성 폴리머를 이루는 메탈파우더 및 수지조성물, 조성비 특성, 폴리머 층 두께 등에 따라 열 공정(라미네이팅/핫프레스)시에 상이하게 나타나는 열 변형에 대해 고려하여야 함은 물론이고 전도성 폴리머의 수지조성물의 고유 물성치에 의한 핫프레스 압력 대응 소성변형도 고려되어야 하므로, 전도성 폴리머를 항상 완전 동일한 물성,규격으로 수급되는 것도 상정할 수 없어 전도성 폴리머 시트를 동박과 합지하여 회로기판으로 제조하는데 있어서 공정에 의한 품질 안정성을 확보할 수 없는 문제점이 있었다.

대한민국 특허등록 제10-1510294호 2)대한민국 특허공개 제10-2012-0033653호 3)대한민국 특허등록 제10-1379832호

상술한 종래의 제반 문제점들을 하기 위해 안출된 본 발명은,

유기적으로 이루어지는 일련의 공정에서 전도성 폴리머를 사용하는 회로기판에 적합하게 홀 가공 및 공정 순서의 특화된 기술을 통해 전도성 폴리머층과 비아 간의 절연구조를 갖게 함으로써 내재된 전도성 폴리머에 대한 절연성을 확보하는 동시에, 기존의 불완전 경화된 전도성 폴리머를 사용하여 동박을 합지하기 위해 행사는 열 공정(라미네이팅 저온 경화/핫프레스 고온 경화)에서 전도성 폴리머 층의 열 변형에 의한 기포, 들뜸, 비아홀 내벽의 미스얼라인 등의 불량이 발생되지 않도록 함과 아울러, 매 제조 공정마다의 규격, 물성 등이 동일하기 어려운 전도성 폴리머의 수급에 따라 불안정하던 기존 공정 안정성을 공정 조건의 조정 없이 안정하게 확보할 수 있도록 하는, 시트타입 전도성 폴리머의 홀가공 기술을 이용한 무선안테나용 회로기판의 제조방법 및 그에 의해 제조된 무선안테나용 회로기판, 무선안테나모듈 및 전기전자기기를 제공하려는데 그 목적을 두고 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

롤투롤(Roll to Roll) 방식으로 공급되는 전도성 폴리머 자재로부터 원하는 시트타입으로 재단 및 열 경화한 전도성 폴리머층(10)을 기재로 사용하여 그 상, 하부에 각각 절연층(20,20') 및 상, 하부 동박층(30,30')을 순차 적층한 후 상기 상부 동박층(30)과 하부 동박층(30')을 전기적으로 연결하기 위한 비아홀(40)을 형성하되, 상기 비아홀(40)의 내벽과 전도성 폴리머층(10) 간의 전기적 절연(Isolation) 구조를 구현하기 위한 공정기술로서,

a) 양면 회로기판으로 사용할 중간층 기재로서 시트타입으로 재단 및 열경화시킨 상기 전도성 폴리머층(10)에 상기 상,하부 동박층(20,20')과 합지하기 이전에 원하는 비아홀(20)의 좌표 위치로 비아홀(40)보다 더 큰 직경으로 미리 설정된 규격의 관통홀(12)을 타발의 방법으로 천공하는 단계;b) 상기 관통홀(12)이 천공된 전도성 폴리머층(10)의 상,하 양면에 각각 절연층(20,20'), 동박층(30,30')을 순차 합지하여 가접한 후 핫프레스에 의해 진접하여 적층과 함께 관통홀을 중심으로 상,하 동박층 및 상,하 절연층이 인입되어 요입부(42)를 형성하는 단계;

c) 상기 b)의 결과물에 관통홀(12)의 좌표를 중심으로 상기 상,하 합지된 상부 동박층(30')으로부터 하부 동박층(30')까지 천공하여 비아홀(40)을 형성하는 단계;

d) 상기 c)의 결과물에 상기 상,하 동박층(30,30')의 노출된 전면 및 비아홀(40)의 내측벽을 도금하고 회로패턴을 형성하는 단계; 를 포함하여 제조되며,

상기 비아홀(40)의 형성 후에 행하는 상기 d)단계의 상,하 동박 및 비아홀(40)의 내측벽에 도금층(50)을 형성하는 단계에서 상기 상부 동박층(30)-상부 절연층(20)-하부 절연층(20')-하부 동박층(30')이 연이어 접해지게 적층된 상태에서 행하되 상기 b) 단계에서 형성된 전도성 폴리머층(10)의 관통홀(12)은 상기 c)단계에서 형성된 비아홀(40) 내측벽에 대해 내부로 인입되어 상기 비아홀(40) 내측벽의 도금층(50)과 일정거리 이격된 절연 간격부(14)를 이루는 구조로 되게 하는 것을 특징으로 하는 시트타입 전도성 폴리머의 홀가공 기술을 이용한 무선안테나용 회로기판의 제조방법을 제공한다.

이때, 상기 a) 단계를 위해 공급되는 전도성 폴리머는 상기 b) 단계의 핫프레스시에 열 변형이 되지 않도록 베이크(bake) 방법으로 Tg 온도(Glass Transition Temperature; 유리전이온도) 이상에서 베이크하여 열 경화시킨 것을 사용함이 바람직하다.

상기 비아홀(40)의 형성 후에 행하는 상기 d)단계의 상,하 동박층(30,30')의 전면 및 비아홀(40)의 내측벽에 도금층(50)을 형성하는 단계에서 상기 상부 동박층(30)-상부 절연층(20)-하부 절연층(20')-하부 동박층(30')이 연이어 접해지게 적층된 상태에서 행할 수 있도록, 상기 b) 단계에서 형성된 전도성 폴리머층(10)의 관통홀(12)이 상기 c)단계에서 형성된 비아홀(40) 내측벽에 대해 내부로 인입되어 상기 비아홀(40) 내측벽의 도금층(50)과 일정거리(d1) 이격된 절연 간격부(14)를 이루는 구조로 되게 함이 바람직하다.

상술한 구성에서, 상기 요입부(42)는 상기 b) 단계의 핫프레스 과정에서 상기 전도성 폴리머층(10)의 관통홀(12)의 내부로 상기 상부 절연층(20)과 상기 하부 절연층(20')의 비아홀(40) 내측벽 부위가 서로 연접하도록 핫프레스 열로 요입되어 c) 단계 비아홀 형성 이전에 형성되어지되, 일정 이격 거리(d1)로 형성된 절연 간격부(14) 공간을 이루고 상기 상,하부 절연층(20,20')간의 연접에 의해 밀폐되게 하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명은 상술한 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 양면 연성회로기판 제품으로서, 상기 비아홀(40)의 내측벽과 전도성 폴리머층의 관통홀(12)의 내측벽 간에 0.2mm 내지 2mm의 이격 거리를 두며, 상기 상부 동박층(20) 하부의 상부 절연층(20)과 상기 하부 동박층(30') 상부의 하부 절연층(20')이 도금과정에서 연결되어지도록 서로 연접하는 구조를 이루는 것을 특징으로 하는 시트타입 전도성 폴리머의 홀가공 기술을 이용한 무선안테나용 회로기판을 제공한다.

상기 상,하 회로패턴(50,50')은 각각 서로 다른 동박 두께로 형성되어 서로 다른 안테나를 이루거나 비아홀(40) 도금을 통해 전기적으로 연결된 하나의 안테나를 이루게 하여 사용될 수 있다.

상술한 바와 같이 구성되는 본 발명은 전도성 폴리머층과 충분한 거리간격으로 이격된 절연 간격의 거리를 부여하는 동시에 미리 형성한 전도성 폴리머층의 관통홀 내부로 상,하 동박 및 그 하부면의 절연층이 인입되어 서로 연접되게 하는 절연 구조, 및 이를 구현토록 한 공정 방법 기술로서 구현될 수 있도록 함으로써 복잡하지 않은 공정수로서 무선 안테나 회로기판에서 비아 형성시에 전도성 폴리머층과의 절연성 확보를 손쉽게 확보할 수 있게 되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 기재로 사용하는 전도성 폴리머를 시트타입으로 재단 후 완전 경화시킨 후 사용함으로써 후속되는 핫프레스 공정시에 종래와 같이 열 경화로 유발되는 전도성 폴리머의 소성변형을 최소화할 수 있고 종래와 같이 불완전 경화된 전도성 폴리머를 사용하여 합지하여 후속의 핫프레스 공정에서 열 변형으로 인해 발생하던 기포,들뜸의 불량을 방지하는 동시에 회로기판에 형성된 비아홀을 포함한 홀들이 열 변형으로 인해 홀 사이즈, 위치, 모양 변화의 불량을 방지할 수 있어 제조공정 및 제품 신뢰성을 높일 수 있게 되는 효과가 있다.

아울러, 앞에서 설명한 본 발명의 무선 안테나 회로기판의 제조방법은 복잡하지 않은 공정에 의해 불량률까지 종래에 비해 현저히 낮출 수 있으므로 낮은 제조 코스트로 수율을 높일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 공정방법으로 합지하여 핫프레스 적층한 상태에서 발생한 불량을 보인 제품의 평면 사진.
도 2 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전도성 폴리머 연성회로기판의 제조방법을 설명하기 위해 나타낸 순차적 공정 흐름을 보인 층단면도,
도 9는 도 6의 기판을 상부에서 보인 평면 사진,
도 10은 본 발명의 무선 안테나용 회로기판의 제조방법에 의해 제조될 수 있는 무선 안테나 모듈의 일 예시도 및 이것이 장착된 전기전자기기(모바일기기)의 일 예시도,
도 11은 본 발명에 의한 전도성 폴리머를 열경화 공법을 기존 공법을 대비해서 보인 공정순서도이다,

이하, 본 발명의 실시예로 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.

본 발명의 일련적인 공정은 도 2 내지 도 8에서 순차적으로 보여주고 있다.

도 2에 도시된 바와같이 a) 양면 회로기판으로 사용할 중간층 기재로서, 롤투롤(Roll to Roll) 방식으로 공급되는 전도성 폴리머 자재로부터 원하는 시트타입으로 재단 및 열 경화한 전도성 폴리머층(10)을 준비하여, 도 3에 도시된 바와같이 상기 상,하부 동박층(20,20')과 합지하기 이전에 원하는 비아홀(20)의 좌표 위치로 비아홀(40)보다 더 큰 직경으로 미리 설정된 규격의 관통홀(12)을 타발의 방법으로 천공 형성한다.

이어서, 도 4에 도시된 바와같이 관통홀(12)이 천공된 전도성 폴리머층(10)의 상,하 양면에 각각 절연층(20,20'), 동박층(30,30')을 순차 합지하여 가접한 후 도 5에 도시된 바와같이 핫프레스하여 진접하는 공정을 행함으로써, 도 6에 도시된 바와같이 전도성 폴리머층(10)의 관통홀(12)을 기반으로 요입된 요입부(42)가 형성되면서 비아홀(40) 내측벽의 상,하부 절연층(20,30)을 연접시키고, 도 6 및 도 7에 도시된 바와같이 관통홀(12) 중심에 관통홀보다 작은 직경으로 비아홀(40)을 드릴링하여 천공 형성한다.

상기 요입부(42)의 형성은 핫프레스 상,하 금형(P1,P2) 형태에 의해 보조됨이 바람직하다.

상기 핫프레스를 행하게 되면 상기 전도성 폴리머층(10)의 관통홀(12) 내측벽으로부터 절연 간격부(14)를 이루게 되며, 상기 상,하 절연층의 연접됨에 의해 밀폐된다. 도 6의 평면 사진을 도 9에서 보여주고 있다. 도 9에 도시된 바와같이 동박을 적층한 동박적층기판(101)에서 종래와 같은 들뜸이나 기포가 생기는 불량없이 양호하게 합지 적층되고 관통홀(12)을 기반으로 하는 요입부(42)가 형성된 상태를 보여준다.

상술한 관통홀(12)을 이용하는 비아홀(40) 형성 공정은 종래의 비아홀 형성 공정과 대비하여 합지하는 공정순서 및 전도성 폴리머층(10)의 관통홀(12)이 노출되지 않고 상,하 동박층(30.30')이 절연층(20,20')을 개재한 채로 압착되는 형태로 연접하게 되는 비아홀 구조에 의해 비아를 형성할 수 있게 하는 기술인 점에서 종전 기술과 상이한 기술적 특이성이 있다.

상기 절연층(20)은 절연제의 접착층(Adhesive) 또는 접착제를 갖는 절연필름이 사용될 수 있다.

상기 비아홀(40)을 형성하는 도 7을 참조하면, 절연 간격부(14)는 비아홀(40) 내벽과 관통홀(12)의 내측벽과 일정거리(d1)를 갖도록 하는데 폴리머층(10)의 두께(d1)에 비례하여 그 거리를 고려하여야 핫프레스시에 요입부(42) 형성과 함께 상,하 절연층(20,20')을 쉽게 연접시키는 측면에서 용이할 것이며, 이와 같이 연접된 구조는 도 8에서 도시한 비아홀(40)의 내측벽을 동도금하여 비아로 상하 회로패턴(50,50')을 연결시키는 것을 가능하게 한다. 본 발명의 도 7과 같이 상,하 층들 간(30-20-20'-30')에 연접되지 않고 이격부위가 생기면 동도금을 함에 있어서 전기도금 전에 행하는 화학동도금시에 이격 부위에서 도금되지 않는 부위가 생기게 되어 회로 형성을 할 수 없다.

상술한 본 발명의 공정에서, 도 2에서 보인 전도성 폴리머층(10)은 롤투롤 방식으로 공급되는 전도성 폴리머 자재로부터 원하는 시트타입으로 재단 및 Tg 온도 이상에서 열경화시킨 상태의 전도성 폴리머층(10)이다. 이때 본 발명의 중요한 기술구성으로서, 상기 열경화 공정의 전후 공정을 도 11을 참조하여 부연 설명하면 도 11의 본 발명 시트 공법의 도면부호 S21 단계 내지 s21에서 보이는 바와 같이 롤(Roll) 공급된 폴리머를 다른 공정을 행하지 않고 바로 시트 재단하여 가열챔버 등을 이용한 베이크 방법으로 Tg 온도(Glass Transition Temperature; 유리전이온도) 이상에서 베이크하여 열경화한 것이며, 이렇게 열경화된 시트타입 폴리머는 도 2의 내지 도 8로 순차 행하는 후속공정(홀 가공, 합지적층, 비아홀 형성)의 과정 중에 핫프레스 공정시의 열 변형을 방지하기 위한 것이다. 여기에서, 도 11에서 보인 본 발명의 폴리머 열경화까지의 공정 단계를 타 도면과 대비하면 도 11에서 도면부호 부여한 S24는 도 3, S25는 도 4, S26은 도5 내지 도 6의 공정에 해당한다 할 것이다.

상기 a) 단계에서 합지된 상기 동박 합지된 동박 적층기판(101)은 전도성 폴리머층(10)의 미리 열경화된 경도에 의해 휘어지는 유연한 연성회로기판 또는 휘어지지 않는 리지드 기판 상태일 수 있다.

상기 전도성 폴리머층(10)을 만드는 전도성 폴리머는 절연물질인 폴리머와 전자파 차폐 및 흡수 기능을 통해 동작 신뢰성을 높이기 위한 메탈파우더 등의 전기전도성물질을 혼합한 조성으로 이루어진 것을 사용할 수 있다. 폴리머층(10)을 구성하는 폴리머는 폴리이미드(PI), 액정폴리머(LCP), 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에테르니트릴(PEN), 폴리아릴레이트(PAR), 에폭시 중에서 선택된 어느 1종을 사용할 수 있다.

또한, 폴리머층(10)을 구성하는 전기전도성물질은 철(Fe)이나 철(Fe)을 포함하는 합금 중 하나를 사용할 수 있으며, 강자성에 노출시켜 자성을 띠게 한 것과 페라이트화한 것 중에 하나 또는 복합으로 선택 사용될 수 있으며, 파우더의 형태로 된 것을 폴리머 내에 기밀 산포되게 하여 사용함이 바람직하다.

상기 철(Fe)을 포함하는 합금은 Fe-Al계, Fe-Ni계, Fe-Co계, Fe-Si계, Fe-Al-Si계, Fe-Co-Ni계, Fe-B-Si계 등을 예로 들 수 있고, 상기 폴리머층(10)은 100중량% 기준하여 폴리머를 50~70중량%로 하고 전기전도성물질을 30~50중량%로 혼합하여 조성할 수 있다.

상기 폴리머층(10)을 구성하는 전기전도성물질은 폴리머층(10)에 대해 전기절연저항을 높이면서 우수한 전자파 차폐 및 흡수기능을 발휘할 수 있도록 판상입자를 사용하는 것도 바람직하다.

여기에서, 상기 양면 동박적층된 적층기판(101)은 상,하부 동박층(30,30')을 폴리머층(10)의 상,하측에 각각 적층하여 구비함에 있어 주파수 및 전류 특성을 고려하여 무선 안테나의 효율을 높이고 안정된 동작을 발휘할 수 있도록 상부 동박층(30) 또는 하부 동박층(30') 중 어느 하나의 두께를 키우거나 줄여서 구성할 수 있으며, 상부 동박층(30)의 두께 : 하부 동박층(30)의 두께 = 1 : 1/3~1의 대비로 조절하거나 또는 상부 동박층(30)의 두께 : 하부 동박층(30')의 두께 = 1/3~1 : 1의 대비로 조절하여 구성할 수 있다.

상기 상,하부 회로패턴(50,50')은 서로 다른 안테나로 될 수도 있고, 비아를 하나의 안테나로 사용될 수도 있다. 하나의 안테나로 사용될 경우 비아홀(40) 도금된 비아를 통해 연결된 회로패턴의 길이가 사용되는 전파 파장의 1/2의 길이로 형성되게 하거나 1/4의 길이로 형성되게 한다.

본 발명은 상술한 공정방법에서 도 2에 도시된 a) 단계 공정을 위해 공급되는 전도성 폴리머는 상기 b) 단계의 핫프레스시에 열 변형이 되지 않도록 베이크(bake) 방법으로 폴리머의 Tg 온도 이상에서 베이크하여 열 경화시킨 것을 사용하며 이러한 베이크 공정은 시트 재단 이후에 행하거나 시트 재단 이전에 행할 수 있으며, 이는 본문 기재와 같이 청구항 1의 기재에서 그 순서를 명확히 한정하여 정의하지 아니한 것으로 해석하면 될 것이다.

상기 도 5의 b) 단계의 핫프레스 과정을 통해 도 6과 같이 상기 전도성 폴리머층(10)의 관통홀(12)의 내부로 상기 절연 간격부(14)를 통해 이웃하게 되는 상기 상부 절연층(20)과 상기 하부 절연층(20')의 비아홀(40) 내측벽 부위가 서로 연접하도록 핫프레스 열로 요입되어 c) 단계 비아홀 형성 이전에 요입부(42)를 이루게 한다.

도 7에 도시된 바를 참조하면, 상기 비아홀(40)의 내측벽과 전도성 폴리머층의 관통홀(12)의 내측벽 간에 0.2mm 내지 2mm 정도의 이격 거리(d1)를 두게 하며, 상기 상부 동박층(20) 하부의 상부 절연층(20)과 상기 하부 동박층(30') 상부의 하부 절연층(20')이 도금과정에서 연결되어지도록 서로 연접하는 구조를 이루게 된다.

상술한 본 발명에 의해 제조된 무선안테나용 회로기판은 도 10에 도시된 바와같이 케이싱 처리되거나 몰딩되어 무선안테나모듈로 제조되고, 이러한 무선안테나모듈은 모바일기기와 같은 전기전자기기에 탑재하여 사용하면, 모바일기기 내에서 발생하는 전자파를 흡수하고 및 무선 안테나 및 내부장치 및 안테나를 통한 전자기를 차폐하는데 이로울 것이다.

10: 폴리머층
12: 관통홀
14; 절연간격부
20: 절연층
30: 동박층
40: 비아홀
42: 핫프레스 열변형 요입부
50: 회로패턴 도금층
101: 적층기판

Claims

a) 양면 회로기판으로 사용할 중간층 기재로서 시트타입으로 재단 및 열경화하여 전도성 폴리머층(10)을 구비하고, 상기 전도성 폴리머층(10)에 절연층(20,20') 및 상,하부 동박층(30,30')과 합지하기 이전에 원하는 비아홀(40)의 좌표 위치로 상기 비아홀(40)보다 더 큰 직경으로 미리 설정된 규격의 관통홀(12)을 타발의 방법으로 천공하는 단계; b) 상기 관통홀(12)이 천공된 전도성 폴리머층(10)의 상,하 양면에 각각 절연층(20,20'), 동박층(30,30')을 순차 합지하여 가접한 후 핫프레스하여 진접하되 관통홀 위치로 상,하 절연층(20,20') 및 동박층(30,30')이 요입되어 요입부(42)가 형성되게 하는 단계;
c) 상기 b)의 결과물에 관통홀(12)의 좌표를 중심으로 상기 상,하 합지된 상부 동박층(30')으로부터 하부 동박층(30')까지 천공하여 비아홀(40)을 형성하는 단계;
d) 상기 c)의 결과물에 상기 상,하 동박층(30,30')의 노출된 전면 및 비아홀(40)의 내측벽을 도금하고 회로패턴을 형성하는 단계; 를 포함하여 제조되는 것을 특징으로 하는 시트타입 전도성 폴리머의 홀가공 기술을 이용한 무선안테나용 회로기판의 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 a)단계를 위해 공급되는 전도성 폴리머는 상기 b) 단계의 핫프레스시에 열 변형이 되지 않도록 베이크(bake) 방법으로 Tg 온도(Glass Transition Temperature; 유리전이온도) 이상에서 열 경화시킨 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 무선안테나용 회로기판의 제조방법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 비아홀(40)의 형성 후에 행하는 상기 d)단계의 상,하 동박층(30,30')의 전면 및 비아홀(40)의 내측벽에 도금층(50)을 형성하는 단계에서 상기 상부 동박층(30)-상부 절연층(20)-하부 절연층(20')-하부 동박층(30')이 연이어 접해지게 적층된 상태에서 행할 수 있도록,
상기 b) 단계에서 형성된 전도성 폴리머층(10)의 관통홀(12)이 상기 c)단계에서 형성된 비아홀(40) 내측벽에 대해 내부로 인입되어 상기 비아홀(40) 내측벽의 도금층(50)과 일정거리(d1) 이격된 절연 간격부(14)를 이루는 구조로 되게 한 것을 특징으로 하는 시트타입 전도성 폴리머의 홀가공 기술을 이용한 무선안테나용 회로기판의 제조방법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 요입부(42)는,
상기 b) 단계의 핫프레스 과정에서 상기 전도성 폴리머층(10)의 관통홀(12)의 내부로 상기 상부 절연층(20)과 상기 하부 절연층(20')의 비아홀(40) 내측벽 부위가 서로 연접하도록 핫프레스 열로 요입되어 상기 c) 단계 비아홀 형성 이전에 형성되어지되, 일정 이격 거리(d1)로 형성된 절연 간격부(14) 공간을 이루고 상기 상,하부 절연층(20,20')간의 연접에 의해 밀폐되게 한 것을 특징으로 하는 시트타입 전도성 폴리머의 홀가공 기술을 이용한 무선안테나용 회로기판의 제조방법.
제 4 항의 제조방법에 의해 제조된 것으로서, 상기 비아홀(40)의 내측벽과 상기 전도성 폴리머층의 관통홀(12)의 내측벽 간에 0.2mm 내지 2mm의 이격 거리를 두며, 상기 상부 동박층(20) 하부의 상부 절연층(20)과 상기 하부 동박층(30') 상부의 하부 절연층(20')이 도금과정에서 전기적으로 연결되어지도록 서로 연접하는 구조를 이루는 것을 특징으로 하는 시트타입 전도성 폴리머의 홀가공 기술을 이용한 무선안테나용 회로기판.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항의 제조방법에 의해 제조되며, 전도성 폴리머층(10)을 사이에 두고 동박층(30,30')이 절연 적층된 양면 동박 적층기판(101)의 상,하부에 안테나 기능을 위한 상,하 회로패턴(50,50')이 형성되며, 상기 상,하 회로패턴(50,50')은 각각 서로 다른 동박 두께로 형성되어 서로 다른 안테나를 이루거나 비아홀(40) 도금을 통해 전기적으로 연결된 하나의 안테나를 이루는 것을 특징으로 하는 무선안테나용 회로기판.
청구항 6에 의한 무선안테나용 회로기판을 구비하는 무선 안테나 모듈이 탑재된 것을 특징으로 하는 전기전자기기.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
a)단계에서 합지된 상기 동박 합지된 동박 적층기판(101)은 전도성 폴리머층(10)의 미리 상기 Tg 온도 이상에서 열 경화된 경도에 의해 휘어지는 유연한 연성회로기판 또는 휘어지지 않는 리지드 기판 상태인 것을 특징으로 하는 시트타입 전도성 폴리머의 홀가공 기술을 이용한 무선안테나용 회로기판의 제조방법.