KR20220138735A - 근거리 통신용 안테나 및 이의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

근거리 통신용 안테나는, 일체형의 커버레이층이 내부에 구비되고, 외부로부터 전자파를 차폐하는 일체형 차폐 구조물 및 상기 일체형 차폐 구조물 상에 배치되며, 외부 소자와 근거리 통신을 수행하도록 구비된 연성 인쇄회로기판 구조물을 포함한다. 이로써, 근거리 통신용 안테나는 개선된 인식 거리와 같은 우수한 특성을 구현할 수 있다.

Description

근거리 통신용 안테나 및 이의 제조 방법{NEAR FIELD COMMUNICATION ANTENNA AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}

본 발명의 실시예들은 근거리 통신용 안테나 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명의 실시예들은 인접하는 외부 소자와 데이터를 송수신하여 근거리 통신을 가능하게 하는 근거리 통신용 안테나 및 상기 근거리 통신용 안테나의 제조 방법에 관한 것이다.

근거리 통신(NFC)은 전자 태그의 일종으로서, 특정 파장(13.56㎒ 대역)을 이용하는 비접촉식 방식으로 가까운 거리에서 단말기들 사이에 데이터를 송수신할 수 있는 기술을 말한다.

상기 근거리 통신(NFC)은 비용 결제 뿐만 아니라 슈퍼마켓이나 일반 상점에서 물품 정보나 방문객을 위한 여행 정보 전송, 교통출입통제 잠금장치 등에 광범위하게 활용된다.

최근에는 태블릿 PC, 스마트폰 등의 휴대용 단말기 시장이 급속히 확대되고 있음에 따라 상기 근거리 통신 기술(NFC)을 상기 휴대용 단말기에 적용하여 널리 활용되고 있다. 구체적으로, 상기 휴대용 단말기에 상기 근거리 통신 기술(NFC)을 구현하기 위한 근거리 통신용 안테나를 장착하여 다른 단말기와의 정보 교환, 결제, 티켓 예매, 검색 등을 수행하는데 활용되고 있다.

여기서, 상기 근거리 통신용 안테나는 기본적으로 절연성의 플렉서블한 베이스 필름의 일면에 안테나 패턴이 루프(loop) 형태로 패터닝된 구조를 가지며, 상기 안테나 패턴의 양 단부들 각각에는 이로부터 수신된 데이터를 IC 칩 또는 매칭 회로와 같은 전기 회로에 전송하거나 상기 전기 회로로부터 전송된 데이터를 다른 단말기로 송신하는 접속 단자들이 형성되어 있다. 이때, 상기 근거리 통신용 안테나는 외부로부터 근접하게 위치하는 단말기와의 안정한 데이터 송수신을 위한 충분한 유도 기전력(inductance)이 발생되도록 전도성 태그 패턴을 포함한다.

특히, 상기 근거리 통신용 안테나는 그 내부에 형성된 전도성 태그 패턴을 보호하는 커버레이층을 포함하는 연성회로기판 구조물 및 전자파를 차폐하는 전자파 차폐층을 포함하는 전자파 차폐 구조물을 포함한다.

상기 연성회로기판 구조물 및 전자파 차폐 구조물이 각각 형성되고 이들을 상호 부착하기 위한 라미네이팅 공정이 수행된다. 이때, 상기 라이네팅 공정의 경우, 제작 시간 및 공정 비용이 상승하며 이 경우 이물에 의한 불량률이 증대되는 문제가 발생할 수 있다.

따라서 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 라미네이팅 공정을 생략할 수 있는 근거리 통신용 안테나 및 이의 제조 방법을 제공한다.

본 발명의 실시예들에 따른 근거리 통신용 안테나는, 일체형의 커버레이층이 내부에 구비되고, 외부로부터 전자파를 차폐하는 일체형 차폐 구조물 및 상기 일체형 차폐 구조물 상에 배치되며, 외부 소자와 근거리 통신을 수행하도록 구비된 연성 인쇄회로기판 구조물을 포함한다.

본 발명의 일 시시예에 있어서, 상기 연성 인쇄회로기판 구조물은, 플렉서블 기판, 상기 플렉서블 기판 상에 배치된 제1 접착층; 및

상기 제1 접착층 상에 배치되며, 금속으로 이루어진 전도성 태그 패턴을 포함한다.

여기서, 상기 전도성 태그 패턴은 구리 재질을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 일체형 차폐 구조물은, 베이스층, 상기 베이스층의 하부에 구비되는 자성 금속 입자(Magnetic Metal Powder ; MMP)층 및 상기 MMP층의 하부에 구비된 제2 접착층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 근거리 통신용 안테나.

여기서, 상기 베이스층은, 폴리이미드, 폴리에틸렌테레프탈레이트 또는 폴리에틸렌나프탈레이트(Polyethylene naphthalate) 중 적어도 하나로 이루어진 박막 및 상기 박막 상에 코팅된 실리콘계 PSA 박막을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 근거리 통신용 안테나의 제조 방법에 있어서, 외부 소자와 근거리 통신을 수행하도록 구비된 연성 인쇄회로기판 구조물을 준비하고, 상기 연성 인쇄회로기판 구조물 상에 외부로부터 전자파를 차폐하는 일체형 차폐 구조물을 가접하여 예비 접합물을 형성한다. 이어서, 상기 예비 접합물에 대하여 열압착 공정을 수행한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 열압착 공정은, 150 내지 170 °C의 온도 및 50 내지 60 kg f/cm²의 입력의 공정 조건에서 45 내지 55 분 동안 수행될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 커버레이층 기능 및 전자파 흡수층 기능이 일체화된 일체형 차폐 구조물이 연성 인쇄회로기판 구조물에 부착된다. 이로써, 복수의 박막형의 근거리 통신 안테나가 형성될 수 있다.

일체형 차폐 구조물이 연성 인쇄회로기판 구조물을 본딩하기 위한 별도의 라미네이팅 공정이 생략될 수 있다. 이로써, 라미네이팅 공정 중 발생할 수 있는 이물에 따른 불량 발생이 억제될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 근거리 통신용 안테나를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 도 1의 전자파 차폐 구조물에 포함된 베이스층을 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 근거리 통신용 안테나의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

이하, 본 발명의 실시예들은 첨부 도면들을 참조하여 상세하게 설명된다. 그러나, 본 발명은 하기에서 설명되는 실시예들에 한정된 바와 같이 구성되어야만 하는 것은 아니며 이와 다른 여러 가지 형태로 구체화될 수 있을 것이다. 하기의 실시예들은 본 발명이 온전히 완성될 수 있도록 하기 위하여 제공된다기보다는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 당업자들에게 본 발명의 범위를 충분히 전달하기 위하여 제공된다.

본 발명의 실시예들에서 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 배치되는 또는 연결되는 것으로 설명되는 경우 상기 요소는 상기 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결될 수도 있으며, 다른 요소들이 이들 사이에 개재될 수도 있다. 이와 다르게, 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결되는 것으로 설명되는 경우 그들 사이에는 또 다른 요소가 있을 수 없다. 다양한 요소들, 조성들, 영역들, 층들 및/또는 부분들과 같은 다양한 항목들을 설명하기 위하여 제1, 제2, 제3 등의 용어들이 사용될 수 있으나, 상기 항목들은 이들 용어들에 의하여 한정되지는 않을 것이다.

본 발명의 실시예들에서 사용된 전문 용어는 단지 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 사용되는 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 또한, 달리 한정되지 않는 이상, 기술 및 과학 용어들을 포함하는 모든 용어들은 본 발명의 기술 분야에서 통상적인 지식을 갖는 당업자에게 이해될 수 있는 동일한 의미를 갖는다. 통상적인 사전들에서 한정되는 것들과 같은 상기 용어들은 관련 기술과 본 발명의 설명의 문맥에서 그들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석될 것이며, 명확히 한정되지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 외형적인 직감으로 해석되지는 않을 것이다.

본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들의 개략적인 도해들을 참조하여 설명된다. 이에 따라, 상기 도해들의 형상들로부터의 변화들, 예를 들면, 제조 방법들 및/또는 허용 오차들의 변화는 충분히 예상될 수 있는 것들이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도해로서 설명된 영역들의 특정 형상들에 한정된 바대로 설명되어지는 것은 아니라 형상들에서의 편차를 포함하는 것이며, 도면들에 설명된 요소들은 전적으로 개략적인 것이며 이들의 형상은 요소들의 정확한 형상을 설명하기 위한 것이 아니며 또한 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것도 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 근거리 통신용 안테나를 설명하기 위한 단면도이다. 도 2는 도 1의 전자파 차폐 구조물에 포함된 베이스층을 설명하기 위한 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 근거리 통신용 안테나(100)는 일체형 차폐 구조물(130) 및 연성 인쇄회로 기판 구조물(110)을 포함한다.

상기 일체형 차페 구조물(130)은 열경화성 수지와 같은 절연 물질로 이루어지며, 연성 인쇄회로기판 구조물에 포함된 전도성 태그 패턴을 보호하는 커버레이층의 역할 및 자성 입자들을 포함하는 전자파 흡수층의 역할을 동시에 수행할 수 있다.

이로써, 상기 일체형 차폐 구조물은 커버레이층의 역할도 함께 수행함으로써, 상기 전도성 태그 패턴을 보호하기 위하여 상기 연성 인쇄회로기판의 상부에 형성된 전도성 태그 패턴을 보호하기 위한 커버레이층이 생략될 수 있다. 또한, 상기 커버레이층 상에 전자파 흡수층을 부착하기 위한 별도의 라미네이팅 공정이 생략될 수 있다.

또한, 상기 일체형 차폐 구조물을 포함하는 근거리 통신용 안테나(100)와 종래의 근거리 통신용 안테나 간의 인식 거리를 비교할 수 있다. 이때, 상기 종래의 근거리 통신용 안테나는, 별도의 커버레이층이 포함된 연성 인쇄회로기판 및 전자파 흡수층을 라미네이팅 공정을 통하여 상호 부착하여 제조된다. 이 경우, 라미네이팅 공정 중 이물이 발생하여 인식 거리 성능을 악화시킬 수 있다.

반면에, 본 발명의 실시예들에 따른 일체형 차폐 구조물(130)을 포함하는 근거리 통신용 안테나(100)는 우수한 인식거리를 확보할 수 있다.

상기 연성 인쇄회로기판 구조물(110)은 상기 일체형 차폐 구조물(130) 상에 배치된다. 도 1에서는 상기 연성 인쇄회로기판 구조물(110)이 상기 일체형 차폐 구조물(130)의 하면에 부착된다.

상기 연성 인쇄회로기판 구조물(110)은 상기 일체형 차폐 구조물(130)에 포함된 접착층(135)에 부착될 수 있다. 이로써, 별도의 라미네이팅 공정이 생략될 수 있다.

상기 연성 인쇄회로기판 구조물(110)은, 플렉서블 기판(111), 제1 접착층(113) 및 전도성 태그 패턴(115)을 포함한다.

상기 플렉서블 기판(111)은 예를 들면 폴리이미드 기판, 폴리에틸렌테레프탈레이트 기판 또는 폴리에틸렌나프탈레이트 기판을 포함할 수 있다.

상기 제1 접착층(113)은 상기 플렉서블 기판(111) 상에 배치된다. 절연 특성을 지닌 열경화성 액상 조액을 콤마 코터를 이용하여 플렉서블 기판(111)의 상부면에 코팅함으로써, 제1 접착층(113)이 형성될 수 있다.

상기 전도성 태그 패턴(115)은 상기 제1 접착층(113) 상에 배치된다. 상기 전도성 태그 패턴(115)은 데이터 송신 또는 수신을 위하여 유도 기전력을 발생한다. 상기 전도성 태그 패턴(115)은 예를 들면, 구리 물질로 이루어질 수 있다. 상기 전도성 태그 패턴(115)은 상면에서 볼 때, 예를 들면 나선형 형상을 가질 수 있다.

상기 전도성 태그 패턴(115)은 도금 공정, 노광/현상 및 식각 공정을 통하여 상기 제1 접착층(113) 상에 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 일체형 차폐 구조물(130)은, 베이스층(131), 자성 금속 입자층(133) 및 제2 접착층(135)을 포함한다.

상기 베이스층(131)은 폴리이미드, 폴리에틸렌테레프탈레이트 또는 폴리에틸렌나프탈레이트(Polyethylene naphthalate) 중 적어도 하나로 이루어진 박막(131a)을 포함한다. 상기 베이스층(131)은 상기 박막 상에 코팅된 실리콘계 압력 감지 접착(Pressure Sensitive Adhesive) 박막(131b)을 더 포함할 수 있다. 이로써, 상기 베이스층(131)은 상대적으로 낮은 압력을 이용하여 쉽게 대상체에 점착될 수 있다.

상기 자성 금속 입자층(133)은 베이스층(131)의 하부에 형성될 수 있다. 예컨대, 자성 입자를 포함하는 액상 조액을 제조하여 상기 액상 조액을 콤마 코터(comma coater)를 이용하여 베이스층(131)의 하부에 코팅함으로써, 자성 금속 입자층(133)을 형성하게 된다. 이러한 상기 자성 금속 입자층(133)은 금속 입자 및 바인더를 포함한다.

상기 금속 입자의 예로는, Fe-Si-Al계 합금(Sendust), Fe-Si-Cr계 합금, 하이플럭스(Highflux), 퍼멀로이(Permalloy) 합금, Ni-Zn 페라이트(Ferrite), Mn-Zn 페라이트(Ferrite)로 이루어진 금속 입자군으로부터 선택된다.

한편, 바인더의 예로는, 에폭시계, 페녹시계, 아크릴계, 멜라민계, 실리콘계, 불소계, 폴리아마이드계, 폴리에스테르계, 폴리에틸렌계, 폴리프로필렌계, 폴리염화비닐계 수지로부터 선택된 적어도 하나 이상의 성분을 포함할 수 있다.

이때, 자성 금속 입자층(133)은 10㎛ ~ 500㎛의 범위 이내의 두께를 가질 수 있다.

상기 제2 접착층(135)은 상기 자성 금속 입자층(131)의 하부에 구비된다. 절연 특성을 지닌 열경화성 액상 조액을 콤마 코터를 이용하여 자성 금속 입자층(133)의 하부면에 코팅함으로써, 상기 제2 접착층(135)이 형성될 수 있다. 상기 제2 접착층(135)은 상기 연성 인쇄회로기판 구조물(110)에 포함된 전도성 태그 패턴(115)을 보호하는 커버레이층으로 기능할 수 있다.

한편, 제2 접착층(135)의 하부에는 이형층(미도시)이 추가적으로 구비될 수 있다. 상기 이형층은 상기 제2 접착층(135)을 외부로부터 보호할 수 있다. 상기 이형층은 박리됨으로써 노출된 제2 접착층(135)은, 연성 인쇄회로기판 구조물(110)에 포함된 전도성 태그 패턴(115)을 덮어서 상기 전도성 태그 패턴(115)을 보호할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 커버레이층 기능 및 전자파 흡수층 기능이 일체화된 일체형 차폐 구조물(130)이 연성 인쇄회로기판 구조물(110)에 부착됨으로써 별도의 라미네이팅 공정이 생략될 수 있다. 이로써, 라미네이팅 공정 중 발생할 수 있는 이물에 따른 불량 발생이 억제될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 근거리 통신용 안테나의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 1 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 근거리 통신용 안테나의 제조 방법에 있어서, 먼저 외부 소자와 근거리 통신을 수행하도록 구비된 연성 인쇄회로기판 구조물(110)을 준비한다(S110). 상기 연성 인쇄회로기판 구조물(110)을 준비하기 위하여, 플렉서블 기판(111) 상에 제1 접착층(113)을 형성한다. 이어서, 상기 제1 접착층(113) 상에 도금 공정 공정, 노광/현상 공정 및 식각 공정을 통하여 전도성 태그 패턴(115)을 형성한다.

이어서, 상기 연성 인쇄회로기판 구조물(110) 상에 외부로부터 전자파를 차폐하는 일체형 차폐 구조물(130)을 가접하여 예비 접합물을 형성한다(S130). 상기 가접 공정을 통하여 상기 연성 인쇄회로기판 구조물(110) 및 상기 일체형 차폐 구조물(130)이 상호 정렬될 수 있다.

한편 상기 일체형 차폐 구조물의 경우, 자성 입자를 포함하는 액상 조액을 콤마 코터(comma coater)를 이용하여 베이스층(131)의 상부에 코팅한다. 이로써, 상기 베이스층 상에 자성 금속 입자층(133)을 형성한다. 이어서, 절연 특성을 지닌 열경화성 액상 조액을 콤마 코터를 이용하여 이형지층(미도시)의 상부에 코팅함으로써, 제2 접착층(135)을 형성한다. 다음으로, 상기 자성 금속 입자층(133) 및 제2 접착층(135)을 상호 부착시켜, 일체형 차폐 구조물(130)이 형성된다.

이어서, 상기 예비 접합물에 대하여 열압착 공정을 수행한다(S150). 이로써, 열압착 공정을 통해 상기 연성 인쇄회로기판 구조물(110) 상에 일체형 차폐 구조물(130)이 상호 부착되어 근거리 통신용 안테나(100)가 제조된다.

또한, 상기 열압착 공정 중, 전자파 흡수체 내의 자성 금속 입자들이 동시에 이방성으로 배향되어 전자파 흡수체로서의 차폐 특성을 나타내게 된다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 열압착 공정은, 150 내지 170 °C의 온도 및 50 내지 60 kg f/cm²의 입력의 공정 조건에서 45 내지 55 분 동안 수행될 수 있다. 즉, 상기 일체형 차폐 구조물은 상대적으로 큰 두께를 가짐에 따라 상기 열압착 공정에서 상대적으로 높은 온도 및 낮은 압력으로 수행될 수 있다. 이로써 상기 열압착 공정에 필요한 공정 시간이 단축되어 열압착 공정의 효율이 개선될 수 있다.

이상에서 설명한 실시예들은 그 일 예로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

110: 연성 인쇄회로기판 구조물
111: 플렉서블 기판 113: 제1 접착층
115: 전도성 태그 패턴 130 : 일체형 차폐 구조물
131 : 베이스층 133: 자성 금속 입자층
135 : 제2 접착층

Claims (6)

1. 일체형의 커버레이층이 내부에 구비되고, 외부로부터 전자파를 차폐하는 일체형 차폐 구조물; 및
   상기 일체형 차폐 구조물 상에 배치되며, 외부 소자와 근거리 통신을 수행하도록 구비된 연성 인쇄회로기판 구조물을 포함하는 근거리 통신용 안테나.
2. 제1항에 있어서, 상기 연성 인쇄회로기판 구조물은,
   플렉서블 기판;
   상기 플렉서블 기판 상에 배치된 제1 접착층; 및
   상기 제1 접착층 상에 배치되며, 금속으로 이루어진 전도성 태그 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 근거리 통신용 안테나.
3. 제1항에 있어서, 상기 일체형 차폐 구조물은,
   베이스층;
   상기 베이스층의 하부에 구비되는 자성 금속 입자(Magnetic Metal Powder ; MMP)층; 및
   상기 MMP층의 하부에 구비된 제2 접착층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 근거리 통신용 안테나.
4. 제3항에 있어서,
   상기 베이스층은,
   폴리이미드, 폴리에틸렌테레프탈레이트 또는 폴리에틸렌나프탈레이트(Polyethylene naphthalate) 중 적어도 하나로 이루어진 박막; 및
   상기 박막 상에 코팅된 실리콘계 PSA 박막을 포함하는 것을 특징으로 하는 근거리 통신용 안테나.
5. 상기 연성 인쇄회로기판 구조물 상에 외부로부터 전자파를 차폐하는 일체형 차폐 구조물을 가접하여 예비 접합물을 형성하는 단계; 및
   상기 예비 접합물에 대하여 열압착 공정을 수행하는 단계를 포함하는 근거리 통신용 안테나의 제조 방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 열압착 공정은, 150 내지 170 °C의 온도 및 50 내지 60 kg f/cm²의 압력의 공정 조건에서 45 내지 55 분 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 근거리 통신용 안테나의 제조 방법.

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